Projektbeschreibung

Das Projekt SAMU (Skalierbare Autonomie für heterogene Multi-Ship UCAV-Fighter Missionen) beschäftigt sich mit Einsatz- und Führungskonzepten bemannt-unbemannter Teams im Bereich der Mehrzweckkampflugzeuge. Im Fokus der Forschungstätigkeiten liegen die Entwicklung von Führungs- und Assistenzfunktionen und deren Integration in den am Institut entwickelten Cockpitsimulator. Hierfür werden Konzepte im Bereich der adaptiven Pilotenassistenz sowie der automatisierten Missionsplanung entwickelt und implementiert. Gemeinsam mit Piloten der Bundeswehr werden diese in Mensch-Maschine-Experimente im Gesamtsystem erprobt.

Untersuchungsschwerpunkte des Projekts:

Skalierbare Autonomie

Die Führung mehrerer Luftfahrzeuge aus einem bemannten Cockpit eines Flugzeuges heraus konfrontiert den Piloten mit einer hohen Systemkomplexität. Um dieses MUM-T Einsatzkonzept zu ermöglichen, müssen innovative Führungskonzepte für das Flugzeugcockpit entwickelt werden. Das Konzept der skalierbaren Autonomie ist hierbei ein zentraler Bestandteil. Es setzt die Führung von UAVs auf unterschiedlicher Eingriffsebene um und ermöglicht eine hohe Kontrolle wenn gewünscht sowie hohe Autonomie wenn notwendig. Zur Umsetzung dieses Konzeptes im Gesamtsystem werden Missionsplanung und Automation der UAVs hochintegriert entwickelt und erprobt.

UAV Automation

Ein effektiver Einsatz von multiplen unbemannten Flugsystemen durch einen menschlichen Operateur ist nur durch einen hohen Automationsgrad der unbemannten Plattformen möglich. Automatisierung kognitiver Fähigkeiten wie Planung, Inferenz und situative Reaktionsfähigkeit ermöglicht eine vereinfachte Führung der UAVs durch den Operateur. Diese intelligenten Fähigkeiten werden mittels agenten-basierter Software an Bord der UAVs umgesetzt. Die Umsetzung und Integration dieser Funktionalitäten ist dabei Schwerpunkt der Forschung.

Automatisierte Missionsplanung

Die zeitliche und logische Koordination von mehreren unbemannten Luftfahrzeugen in einer Mission stellt eine komplexe Herausforderung dar. Der Pilot wird hierfür von einem automatisierten Missionsmanagementsystem unterstützt. Dabei wird ein kooperatives Paradigma verfolgt, nach dem der Pilot möglichst eigenständig die Mission planen soll. Dabei unterstützt ihn der Missionsplaner mit Vorschlägen zur Optimierung oder Konfliktlösung. Im Zentrum der Forschung steht hier die Anwendung von Methoden der Optimierung sowie die Entwicklung und Erprobung der kooperativen Aspekte der Planung.

Adaptive Pilotenassistenz

Die zunehmende Komplexität der Automatisierung in einem System birgt Gefahren automations-induzierter Fehler. Um diesen system-ergonomischen Problemen zu begegnen, wird ein adaptives Assistenzsystem entwickelt, dass den mentalen Zustand des Piloten einschätzt und basierend darauf den Piloten unterstützt. Hierfür wird eine Pilotenbeobachtung im Cockpit umgesetzt, die mittels psychologischer Modelle und physiologischer Messungen, Arbeitsbelastung und Situationsbewusstsein des Piloten erfasst. Basierend darauf werden Automationsgrade und Assistenzfunktionen angepasst.

Beiträge zu Forschungsschwerpunkten

Dieses Projekt leistet Beiträge zu folgenden Forschungsschwerpunkten des Instituts:

Missionsmanagement
Adaptive Automation/Autonomie
Operateur-/Pilotenassistenz
Kognitive Architekturen
UAV-Automation/Autonomie
Mensch-Automations-Integration

Publikationen