KI - AI - Künstliche Intelligenz - Artificial Intelligence

AI is in the air – KI in der Luftfahrt

Reiner Hertl
01.02.2019
6 Minuten

Künstliche Intelligenz ist eine treibende Kraft – auch in der Luftfahrt. Die Artificial Intelligence lernt selbst ständig dazu und denkt mit ihren Entwicklern ganze Branchen weiter. Unsere Streiflichter vom Flugzeugbau über die Flottenwartung bis zur Ticketbuchung beleuchten: Wie unterstützt Big Data Technologien und die tägliche Aviation-Arbeit? Und in welchem Maß kann KI Aufgaben bald ganz übernehmen?

Zukunftsweisende Luftfahrtprojekte: vier Beispiele vernetzter Kooperationen

2019 soll die Arbeit im von Rolls-Royce gebauten Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz im brandenburgischen Dahlewitz beginnen. „Der deutsche KI-Hub wird zeigen, wie Industrieunternehmen Künstliche Intelligenz einsetzen können, um zur Wertschöpfung beizutragen“, so Carline Gorski, Direktorin der R2 Data Labs des Triebwerkherstellers. Das britische Unternehmen will in den nächsten Jahren in KI investieren und diese zur Echtzeit-Analyse von Triebwerksdaten nutzen. Maschinelles Lernen soll es möglich machen, Aggregate vorausschauend zu warten. Ein „Engine Health Management“, so veranschaulicht es Marketingchef Richard Goodhead an der neuen Triebwerksgeneration „Pearl“, kann bei Störungen leichter Lösungen finden und so die Verfügbarkeit des Flugzeugs erhöhen: „Die Maschine spricht mit uns und wir sprechen mit der Maschine“. In einem Netzwerk für Triebwerke, in dem jede Maschine ein eigenes Profil und eine Timeline für Störungen hat, analysiert ein Algorithmus laufend und empfiehlt dem Wartungsingenieur Maßnahmen.

Das brandenburgische Werk ist nur ein Beispiel dafür, wie künstliche Intelligenz die Luftfahrttechnologie unterstützt. Und bestimmte Arbeitsvorgänge bald ganz automatisiert? Bevor wir gleich nach Salzburg blicken – wie sieht es auszugsweise im Aviation Cluster Hamburg aus?

Dort im Zentrum für Angewandte Luftfahrtforschung (ZAL) ist sich Geschäftsführer Roland Gerhards sicher, dass „durch Robotik keine Arbeitsplätze verloren gehen werden“. Es werde immer mehr smarte Roboter, sogenannte Cobots, geben. Roboter, die mit Menschen zusammenarbeiten, so Gerhards im airliners-Interview kurz vor den zweiten „ZAL Innovation Days“ Ende Februar diesen Jahres. Dieses Mal stehen dort die Themenkomplexe Robotik und Automatisierung im fachlichen Mittelpunkt.

In Salzburg forscht die Aerospace Research Group, ein Kompetenzzentrum für den Flugverkehr an der Universität Salzburg, schwerpunktmäßig unter anderem aktuell daran, wie Anflugrouten besser organisiert werden können. Mit mathematischen Modellen und dem entwickelten Flugverkehrssimulator NAVSIM lässt sich höchst genau berechnen, wann ein Flugzeug aus seiner Warteschleife heraus soll, was „gerade bei Unwettern, Nebel oder starkem Wind äußerst schwierig ist“. Der Computerwissenschaftler Carl-Herbert Rokitansky, Leiter der Group, die mit Kooperationspartnern wie Eurocontrol, ESA, Flugsicherungen, Fluggesellschaften und Flughäfen zusammenarbeitet, prognostiziert, dass Schritt für Schritt KI in Zukunft die Arbeit der Fluglotsen übernehmen wird.

„Die Luftfahrt steht an der Schwelle zu einer radikalen Veränderung, die durch Digitalisierung, unbemannte Flugsysteme und Reduced Crew Requirements getrieben wird“, betonte Dr. Jens Schiefele auf der Einweihungsfeier des Ende 2017 eröffneten Digital Aviation & Analytics Lab in Frankfurt. Mit Schiefele, dem Director Research & Rapid Development arbeitet in diesem Boeing-Forschungs- und Entwicklungszentrum ein hochspezialisiertes internationales Team von rund 60 Ingenieuren, Computer- und Datenwissenschaftlern, Benutzerschnittstellen-Designern und weiteren Wissenschaftlern an unterschiedlichen Forschungs- und Entwicklungsprojekten wie der smarten Flugzeugkabine der Zukunft.

Wie könnten sich die Cockpits der Verkehrsflugzeuge und in der Frachtflugindustrie durch KI-unterstütztes Fliegen verändern?

Doppelt so viele Passagierflugzeuge, weniger Piloten, mehr KI

In einem unserer jüngsten Beiträge sind wir schon auf die zukünftige Nachfrage nach kommerziellen Flugzeugen eingegangen: Aktuelle Trends der Luftfahrt – Ein Ausblick auf 2019. Auch Boeing rechnet damit, dass sich mit dem Ausbau der Flotten und dem Ersatz älterer Modelle in den nächsten 20 Jahren die Gesamtzahl der Passagierflugzeuge verdoppeln wird. Boeing-Manager Mike Sinnett ging auf der letzten Pariser Air Show von einem zukünftigen Bedarf von circa 41.000 kommerziellen Flugzeugen aus, wofür rund 617.000 Piloten nötig wären. Diesen weltweit bevorstehenden Mangel an Pilotennachwuchs thematisieren Luftverkehrsgesellschaften immer öfter. „Das autonome Fliegen ist eine Möglichkeit, wie wir dieses Problem lösen können“, so Sinnet. Boeings Künstliche Intelligenz soll in der Lage sein, alle Entscheidungen zu treffen, vor die auch Piloten gestellt werden.

Die Schweizer Großbank UBS hatte eine Studie zur Zukunft des Luftfahrtmarkts vorgestellt, wonach bereits in vier bis fünf Jahren nur noch ein Pilot im Flugzeug sitzen könnte. Mit Nach- und Umrüstprogrammen – wie sie auch in den USA entwickelt werden – hieße das nicht zwingend, dass neue Flugzeuge notwendig werden. So untersuchen Airbus und Thales schon länger ein Single-Pilot-Cockpit. Boeing hat selbst schon mit der B737 die so genannte Alias-Technik getestet, bei der ein Roboter als Co-Pilot das Flugzeug selbsttätig landet.

Das Automatisierungssystem Alias, entwickelt von Aurora Flight Sciences, sitzt auf dem Platz des Co-Piloten und bedient mit einem Greifarm Hebel und Steuerknüppel. Ausgestattet ist der Flugroboter mit Künstlicher Intelligenz, und er lernt ständig dazu. Ungefähr einen Monat brauchte er 2017, um im Simulator das Cockpit so kennen zu lernen, dass er alle Aufgaben in der Luft lösen und die Maschine sicher landen konnte.

Wie groß dabei die Vorbehalte der Passagiere gegen das Eine-Person-Cockpit und das ganz autonomem Fliegen sind, unterscheidet sich von Land zu Land. Auch verschiedene Altersgruppen befinden unterschiedlich. Auf die Frage, ob die Öffentlichkeit unbemannte Flugzeuge überhaupt akzeptieren würde, sagte Sinnett: „Zuerst müssen wir uns erst einmal selbst überzeugen. Falls uns das gelingt, können wir danach auch die Öffentlichkeit gewinnen“.

Es kann davon ausgegangen werden, dass zunächst die Frachtflüge und zuletzt die Passagierflüge mit den neuen Technologien autonomen Fliegens in Verbindung kommen.

Fluggepäckmanagement mit intelligenten Maschinen

Der internationale Airline-Verband IATA geht davon aus, dass 2019 die Zahl der beförderten Passagiere auf fast 4,6 Milliarden ansteigen wird, was auch manche deutsche Flughäfen an die Kapazitäts-Grenzen bringt. Die zu erwartende Verdoppelung des Passagieraufkommens bis 2040 bedeutet dabei auch die doppelte Menge an Gepäckstücken. Zu deren Bewältigung soll im nächsten Jahrzehnt das Gepäckmanagement auch mit KI revolutioniert werden und intelligente Maschinen Gepäck autonom zustellen. „Es wird eine Weile dauern, aber Künstliche Intelligenz wird ihr Potential für einen serviceorientierteren Gepäckbetrieb entfalten. In Folge wird die Gepäckzustellung zuverlässiger und Flughäfen und Fluggesellschaften können ihren Passagieren maßgeschneiderte Gepäckservices anbieten“, so Ilya Gutlin, President SITA Air Travel Solutions, Anbieter von Kommunikations- und IT-Leistungen und -Lösungen für die Luftfahrt mit dem Schwerpunkt technologische Innovationen.

Flugticket-KI denkt Urlaubsbuchung neu

Wann genau ist der beste Zeitpunkt für die Hotel- und Flugbuchung? Eine Frage, die bei den Preisschwankungen leicht in den mehrstelligen Euro-Betrag reicht. Mit Künstlicher Intelligenz sucht die App Hopper diesen besten, günstigsten Moment. Und das so erfolgreich, dass die Lufthansa Group eine Forschungsallianz mit dem kanadischen Preisvorhersage-Spezialisten eingeht, um die Nachfrage nach Flügen noch präziser zu prognostizieren. „So können wir unseren Kunden zukünftig noch besser datenbasiert maßgeschneiderte Angebote unterbreiten“, verdeutlicht Christian Langer, Vice President Digital Strategy der Lufthansa Group.

Soweit unser Panoramaflug über die sich permanent verändernde KI-Landschaft der Luftfahrt. Die Künstliche Intelligenz zeichnet technologisch die aeronautical charts ständig neu, wir zeichnen für euch die Entwicklungen weiter nach.

Titelbild Unsplash – franckinjapan

von Reiner Hertl

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