Michael Kriegel hat Luft- und Raumfahrttechnik an der TU München studiert.
Heute ist er Chief Technology Officer bei Quantum Systems.
Knowledge-based Configuration of a UAV as Architectural Concept for Cognitive Flight Guidance
Die Dissertation beschäftigt sich mit der Steuerung eines unbemannten Luftfahrzeugs (UAV) durch einen wissensbasierten Softwareagenten. Dazu wird der an der Professur für Flugmechanik & Flugführung entwickelte Ansatz der kognitiven Automation sowie das Framework COSA (Cognitive System Architecture) verwendet und in ein Mini-UAV des Instituts integriert sowie im Realflug demonstriert. Zentrale Aspekte der Arbeit sind dabei:
- die Entwicklung eines Konzepts zur Trennung von missionsbezogenem Wissen und Wissen zur Nutzung der Vehikel-spezifischen Ressourcen (Autopilot, Flugmanagement, Navigation, Datenlink) innerhalb des kognitiven Agenten, wodurch eine modulare Konfigurierung von Anwendungen für verschiedene Missionen auf verschiedenen UAV-Plattformen unterstützt wird. Dieses Konzept wird hier in Anlehnung an das „Control Configured Vehicle“ als Knowledge Configured Vehicle (KCV) bezeichnet;
- die Implementierung des Konzepts auf der Basis der kognitiven Systemarchitektur COSA, wobei eine sogenannte KCV-Schicht die Entkopplung und Vermittlung zwischen dem Missionswissen und dem Vehikelwissen vornimmt;
- die Integration der auf diese Weise entstandenen Applikation (hier eine einfache, semi-autonome Sensoreinsatzmission eines UAV) auf einem turbinengetriebenen Mini-Helikopter des Instituts, wobei die Wechselwirkungen mit dem selbst entwickelten, komplexen Avionik- und Flugführungssystem (beispielsweise den sicheren Flugbetrieb und die Kommandoübertragung über Datenlink betreffend) einzuarbeiten waren.
Die Dissertation beschreibt die systematische Herleitung des Konzepts des KCV, die Implementation der benötigten Wissensstrukturen und des Wissensaustauschs innerhalb des kognitiven Softwareagenten, die Systemtechnik des entwickelten Luftfahrzeugs, die Integration und die Ergebnisse der Hardware-in-the-Loop Versuche und des Flugtests.
Der kognitive Agent führt dabei die folgenden Funktionen auf Basis von KI-Algorithmen aus:
- Entgegennahme und Interpretation des durch den Bediener gegebenen Missionsauftrags (hier: Sensoreinsatz);
- Überprüfung der Verfügbarkeit zur Missionsdurchführung benötigter Ressourcen (z.B. Kraftstoff, GPS Empfang, Autopilotenfunktionen);
- Konfigurierung bzw. Ansteuerung des Autopiloten bzw. des Flugmanagementsystems an Bord und Überwachung der Bordsysteme sowie der Missionsdurchführung;
- Dialogführung mit dem Bediener am Boden.
Das entwickelte und im Realflugexperiment demonstrierte Konzept eines „Knowledge Configured Vehicle“ ist ein erster grundlegender Beitrag zur Umsetzung kognitiver Automation an Bord von UAVs. Der in der Dissertation beschriebene Funktionsprototyp markiert den ersten Realflug unter Einsatz kognitiver Automation zum teil-autonomen Missionsmanagement an Bord.
Promotionsausschuss:
Vorsitz: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Kristin Paetzold
1. Berichterstatter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Axel Schulte
2. Berichterstatter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Florian Holzapfel (Lehrstuhl für Flugsystemdynamik, TU München)