Herausforderung
Um die Missionsleistung zu steigern und menschliche Fehler zu verringern wird in der Luftfahrt, wie in vielen anderen Domänen auch, Automation eingesetzt. Konventionelle Automation hat jedoch den Nachteil, dass hoch beanspruchende Aufgaben wie das Wahrnehmen und Verstehen der Situation, Treffen von Entscheidungen und das Planen von Handlungsabläufen beim Menschen verbleiben. Überforderungssituationen, die gerade durch diese mental anspruchsvollen Aufgaben entstehen können, werden durch den Einsatz konventioneller Automation daher nicht verhindert.
Unser Ziel ist es, den Schwächen konventionell automatisierter Cockpits und Leitstände durch den Einsatz kognitiver Assistenzsysteme entgegenzuwirken.
Lösungsansatz
Kognitive Assistenzsysteme sind in der Lage den Piloten umfänglich, das heißt auf der Ebene missionsbezogener Aufgaben, zu unterstützen. Im Gegensatz zu dedizierten Assistenzfunktionalitäten, wie beispielsweise ein Spurwechselassistent im Auto, haben sie ein Verständnis vom übergeordneten Missionsziel und richten ihre Unterstützung darauf aus, dieses Ziel in Kooperation mit dem Menschen zu erreichen. Dabei handeln sie wie ein digitales Crewmitglied, das sich bei guter Missionsleistung zurückhält, und erst dann interveniert, wenn es erforderlich ist. Durch mit der Dringlichkeit eskalierende Interventionsstufen, sollen kognitive Assistenzsysteme den Piloten aktiv im "Supervisory Control Loop" halten und so das Situationsbewusstsein des Menschen fördern.
Aufgrund der kognitiven Fähigkeiten sind kognitive Assistenzsysteme in der Lage, auch die den Menschen hoch beanspruchenden, kognitiven Entscheidungs- und Planungsprozesse zu unterstützen. Dadurch können Fehlleistungen bei missionskritischen Aufgaben auf ein Minimum reduziert werden.
Forschungsfragestellungen
Die Professur für Flugmechanik und Flugführung entwickelt Konzepte für kognitive Assistenzsysteme seit über zwei Dekaden und erprobt diese mit Piloten in den institutseigenen Flugsimulatoren und im Realflug.
Untersuchungsschwerpunkte im Rahmen kognitiver Assistenzsysteme sind hierbei:
- Wie kann eine erfolgreiche Kooperation von kognitiver Assistenz und dem Menschen erreicht werden?
- Nach welchen Regeln soll sich das „digitale Crewmitglied“ verhalten?
- Welche Fähigkeiten und Informationen benötigt das Assistenzsystem, um die Crew bei der Bedienung komplexer Flugsysteme in dynamischen Missionsszenarien unterstützen zu können?
- Welche Methoden der Künstlichen Intelligenz sind geeignet um Assistenzsystemen kognitive Fähigkeiten zu geben?
