Liefercopter auf Berg- und Talfahrt
Von Michael Praschma
Immer mehr Pakete! Das stimmt nicht nur „gefühlt“ – außer der Post fährt ja oft noch mehrmals täglich irgendein Lieferservice vor – auch die Statistik bestätigt: Seit Jahren steigt in Österreich die Anzahl der gesendeten Pakete im B2C/C2C-Geschäft. Die sogenannte letzte Liefermeile ist dabei einer der wichtigsten Brennpunkte. Denn hier überschneiden sich die Spitzen des Logistikaufwands mit Fragen der öffentlichen Infrastruktur und nicht zuletzt mit einer zentralen Station der Customer Journey, nämlich der Übergabe des Produkts an den Kunden. Kein Wunder also, dass sich auf diesem Feld besonders spannende Entwicklungsszenarien konzentrieren.
Die Drohnen kommen
Eines dieser Szenarien steht gerade an der Schwelle von urbaner Science-Fiction zum Alltag: Logistik im erdnahen Luftraum durch Unmanned Aerial Vehicles (UAV), im Volksmund Drohnen genannt. Als Hobbygeräte oder Kameraträger sind etwa Multicopter vielfach schon ein gewohnter Anblick. Schlagzeilen machen sie mitunter bei angeblichen Beinahekollisionen mit Flugzeugen oder wenn eines der Dinger fast auf Marcel Hirscher fällt. Manchmal werden Drohnen auch selbst Opfer: Mehrere Fälle von fatalen Adlerattacken sind dokumentiert. Außerdem setzen Objektschützer bei Kernkraftwerken oder militärischen Einrichtungen mittlerweile gezielt Raubvögel ein, um potenziell gefährliche Drohnen vom Himmel zu holen. Im Wohnbereich schließlich geht es immer öfter um Verletzung der Privatsphäre. Denn: Blickdichte Hecken behindern natürlich keine Kameradrohne eines Spanners.
Logistiker und mit ihnen auch IT-Entwickler fasziniert an kommerziell nutzbarer Drohnentechnologie die Breite der Einsatzgebiete ebenso wie die Dimensionen: Von der Mikrodrohne (zum Beispiel zur nachrichtendienstlichen Aufklärung; Größe unter 10 cm) bis zum Black Knight Transformer, dessen knapp 2 t Nutzlast die US Army getestet hat, reicht allein bei Multicoptern das Spektrum. Mit einem Aktionsradius von 200 km und einer Nutzlast von 200 kg bei der Drohne VT1 will der chinesische Online-Händler JD.com, Nummer 2 neben Alibaba, seine Auslieferungslager effizienter beliefern. Tricopter mit Lasten bis 30 kg übernehmen dann die Lieferung an Kunden. Mit Hightech in der Steuerung sowie im Gepäck optimieren Drohnen aber auch in anderen Bereichen unterschiedlichste Prozesse: von Freileitungsinspektionen bis Bergrettung und vom Agrarmonitoring bis zum Facility Management in großen betrieblichen Einrichtungen.
Entwickelt in Österreich
Bei Amazon, mit großem Abstand nationaler Marktführer im Online-Handel, darf man davon ausgehen, dass Lieferdrohnen nicht als Werbegag gedacht sind, auch wenn die erste „echte“ Lieferung in England Ende 2016 – ein Videostreaming-Stick und eine Tüte Popcorn waren 13 Minuten nach Bestellung beim Kunden – auch PR war. England ist eines der wenigen Länder weltweit, in denen Amazon Tests vorantreibt. Sind dort die relativ großzügigen Regeln für die fern- bzw. selbstgesteuerten Fluggeräte ausschlaggebend, so kann das in Österreich kein Grund sein, denn hier reguliert die Austrocontrol mit harter Hand die Vorschriften für „unbemannte Luftfahrzeuge“. So sind zum Beispiel alle Geräte mit einer Betriebshöhe über 30 m und einem Gewicht ab circa 250 g bewilligungspflichtig. Zudem müssen Antragsteller bzw. Betreiber für Drohnen ohne Sichtverbindung generell einen Pilotenschein besitzen. Aber auch Maschinen für Lieferzwecke mit Sichtverbindung fallen meist in eine Kategorie, für die mindestens eine erfolgreich absolvierte Luftrechtprüfung vorausgesetzt wird.
Amazons Prime-Now-Service verspricht in Ballungsräumen schon jetzt die Zustellung gewisser Artikel binnen einer Stunde. Nach Umsetzung des Projekts Prime Air soll sich die Lieferzeit auf maximal 30 Minuten verkürzen. Geforscht und entwickelt wird dazu in Graz, wo – nicht zufällig – ein Amazon Development Center angesiedelt ist, zu Fuß knapp 3 km von der TU Graz entfernt. Das Institut für Maschinelles Sehen und Darstellen ist dort Kooperationspartner von Amazon. Hier geht es um Lösungen für die zentralen Probleme der Lieferdrohnentechnologie: Automatisierung, Bildverarbeitung, maschinelles Lernen, Objekterkennung und 3D-Rekonstruktion. Denn rentabel und tauglich für massenhaften Einsatz werden Lieferdrohnen erst dann, wenn die Geräte keinen Piloten an der Fernsteuerung mehr brauchen. Die Herausforderungen für Software und Sensorentechnik sind beträchtlich.
Schwarz auf Weiß
Dieser Beitrag erschien zuerst in unserer Magazinreihe von Heise-Beilagen. Einen Überblick mit freien Download-Links zu sämtlichen Einzelheften bekommen Sie online im Pressezentrum des MittelstandsWiki.
Einblick ins Aufgabenheft
Die rasante Miniaturisierung im Sensorenbereich erlaubt bereits komplexere Module, allerdings fehlt bisher ein Industriestandard etwa für die nötige Erkennung anderer UAVs. GPS-Systeme haben sich als zu wenig verlässlich für Sense and Avoid erwiesen. In einem Futurezone-Interview skizziert der Experte für Drohnentechnologie Nicholas Roy vom MIT die massive Komplexität für Research und Development in diesem Bereich: Dabei geht es zum einen um die Windmustererkennung, weil man auch in aerodynamisch heiklen verbauten Gebieten stabile Fluglagen gewährleisten will. Es geht zum anderen um die automatisierte Koordination der vielfältigen Flugbewegungen – schon jetzt ist ja eine ganze Reihe unterschiedlicher Betreiber absehbar. Weitere Forschungen betreffen die Vor- und Nachteile von laser- bzw. kameragestützter Navigation sowie die Implementierung in die national ganz unterschiedlichen Luftraumkontrollsysteme.
Hinzu kommen Fragen der Lärmemission und der Energieeffizienz. Bereits jetzt hat es in Österreich Beschwerden über Lärmbelästigung durch Drohnen gegeben. Die Forschungen dazu, wie sich Emissionen reduzieren lassen, stehen aber erst am Anfang und verkomplizieren sich, wenn die Frage der Antriebsart ins Spiel kommt. Denn hinsichtlich Reichweite bzw. Betriebsdauer sind bislang Antriebe mit organischen Treibstoffen den batteriebetriebenen Geräten überlegen. Außerdem konkurrieren noch reine Rotorfluggeräte mit Fixflüglern. Letztere fliegen mit weniger Energieverbrauch, benötigen jedoch mehr Start- und Landeplatz. Hybriddrohnen könnten eine Lösung sein. Dazu Roy:
- „Sie hatten ein sehr schlechtes Image, weil sie schwierig zu steuern waren, speziell während der Übergangsphasen von einem Flugmodus zum anderen. Aber das waren große Fluggeräte zur Personenbeförderung. Wir können heute aber viel besser steuern, und wir haben viel bessere Computer und Sensoren. Deshalb gibt es jetzt eine großartige Gelegenheit, um zurückzugehen und alle diese Hybridfluggeräte erneut zu analysieren. Mit einer Aerodynamik- und Steuerungsperspektive mit modernen Steuerungstechniken und modernen Computern.“
Bauchlandung im Pool
Konrad Karner, Leiter des Grazer Development-Standorts von Amazon und eine Kollegin schildern in einem Artikel in The Verge am plastischen Beispiel „Landung der Lieferdrohne im Hausgarten“, dass die Dinge deutlich schwieriger sind als etwa bei selbstfahrenden Autos: Ein Swimmingpool wirkt als Landplatz geometrisch gesehen deutlich geeigneter als er in Wirklichkeit ist. Die Drohne muss verstehen, dass der Schatten eines Baums bewegliche Objekte nur vortäuscht, während der vom Jüngsten geworfene Spielball ein ernsthafter Gegner ist. Und sie muss entsprechend reagieren. Oder ist es eine gute Idee, den großen Glastisch anzusteuern, der zur Gartengarnitur gehört? All diese Entscheidungen muss die Software oft in Sekundenbruchteilen, jedoch verlässlich richtig treffen. Und sie sollte sich selbstlernend optimieren. Spätestens hier kommt künstliche Intelligenz ins Spiel.
Aus all diesen sowie aus den genannten regulatorischen Gründen sehen Experten Lieferdrohnen frühestens in einigen Jahren breit im Austria-Einsatz. Ungeachtet dessen sind auch hierzulande weit über den Online-Handelsprimus hinaus zahlreiche Interessenten aktiv. Die Naturfreunde testeten die Belieferung der Pinzgauer Hütte im Salzburgischen mit einer Drohne, die 100 kg tragen kann. Zwei Grazer Studenten holten sich den Österreich-Preis der European Satellite Competition mit ihrer Entwicklung eines Drone Rescue Systems, das, ausgestattet mit smarter Elektronik, über ihr Start-up bereits am Markt ist. Und „Logistik 4.0“ nennt Post-Logistikvorstand Peter Umundum seine – ebenfalls zusammen mit der TU Graz – vorbereitete Offensive für autonome Liefersysteme, bei der am Schluss auch Lieferdrohnen für entlegene Bergbauernhöfe und ähnliche Ziele herauskommen sollen. In den Startlöchern ist jedenfalls schon jetzt ein Betrieb wie vielleicht zukünftig im Luftraum vor unserer Haustür.
Michael Praschma ist Texter, Lektor und Redakteur. Er beherrscht so unterschiedliche Gattungen wie Werbetext, Direct Marketing, Claims, Webtext, Ghostwriting, Manuals oder PR. Außerdem treibt er sich – schreibend und anderweitig engagiert – in Journalistik, Non-profit-Organisationen und Kulturwesen herum. Seine Kunden kommen aus verschiedensten Branchen. Am MittelstandsWiki schätzt er die Möglichkeit, mit eigenen Recherchen auf den Punkt zu bringen, was Verantwortliche in Unternehmen interessiert. → https://praschma.com/
