Herausforderung

Während das Flugmanagement die klassischen Aufgabe zur Flugführung und Navigation beschreibt, geht das Missionsmanagement deutlich weiter. Es geht um die Organisation, Planung und Durchführung aller Maßnahmen zur erfolgreichen Durchführung einer Flugmission, Aufgaben, die über das reine Fliegen und Navigieren hinausgehen. Bei Zivilflugzeugen umfassen diese Missionsaufgaben im Wesentlichen den Transport von Personen und Gütern.  Bei militärischen, hoheitlichen oder wissenschaftlichen Missionen, sowie Flügen zum Anbieten von z.B. Mess- und Kommunikationsdienstleistungen sind die Aufgaben der Besatzung weitaus vielfältiger (z.B. Einsatz von Sensoren, Kommunikationsmitteln, Waffen). Diese Missionsmanagementaufgaben sind für Piloten von bemannten und unbemannten Missionsflugzeugen im Cockpit und in Leitständen eine große Herausforderung. Das Erreichen des Missionsziels unter Berücksichtigung von zeitlichen und räumlichen Beschränkungen mit den vorhandenen Ressourcen ist in dynamischen Szenarien ein kontinuierlicher Planungs- und Optimierungsprozess. Dieser Prozess fordert besonders viel kognitive Leistung des Menschen, wenn mehrere (bemannte und / oder unbemannte) Luftfahrzeuge dabei berücksichtigt werden müssen, wie dies z.B. bei Manned-Unmanned Teaming (MUM-T) Missionen der Fall ist.

Unser Ziel ist, automatisierte Systeme zu konzipieren und zu entwickeln, die den Piloten beim Missionsmanagement unterstützen. Dabei sollen herausfordernde Planungs-, Entscheidungs- und Ablaufkoordinationsaufgaben der Automation übertragen werden. Gleichzeitig soll der verantwortliche handelnde Pilot jederzeit aktiv in den Arbeitsprozess eingebunden bleiben.

Lösungsansatz

Während sich das klassische Flugmanagement überwiegend auf das kontinuierliche Steuern und Regeln des dynamischen Prozesses des Fliegens beschränkt, sind zur automatisierten Durchführung von Missionsaufgaben kognitive Fähigkeiten erforderlich, die über die senso-motorische Ebene hinaus gehen. Dieses können Fähigkeiten der maschinellen Wahrnehmung und des maschinellen Planens und viele andere sein. In der Regel stellen Funktionen zur maschinellen Planung komplexer, nebenläufiger Handlungsabläufe den wesentlichen Kern von Missionsmanagementsystemen dar. Diese reicht von der logischen Handlungsplanung bis hin zur parametrischen Optimierung, etwa von Flugtrajektorien. Im Cockpit arbeitet dann der Mensch gemeinsam mit einem kooperativen Planungssystem zur Lösung der Missionsaufgaben.

Forschungsfragestellungen

Die Professur für Flugmechanik und Flugführung entwickelt Missionsmanagementkonzepte und integriert diese als Laborprototypen in den Flug- und Bodenkontrollstationssimulatoren des Instituts. Dabei liegt der Fokus insbesondere auf Missionsmanagementsystemen für komplexe Manned-Unmanned Teaming (MUM-T) Szenarien mit einer großen Anzahl an Luft- und Bodenfahrzeugen. In Kooperation mit anderen Forschungseinrichtungen werden zudem Missionsmanagementsysteme für zivile Anwendungen wie solare Höhenplattformen oder die Präzisionslandwirtschaft konzeptioniert und implementiert.

Untersuchungsschwerpunkte sind hierbei:

  • Wie können die Stärken des Menschen und der Maschine für eine optimale Zusammenarbeit kombiniert werden?
  • Welches Verhalten sollte eine kooperative Planungsunterstützung haben?
  • Welche Methoden und Algorithmen sind für die Situationsaufnahme und Interpretation, die logische Planung und zeitliche Koordinierung/Optimierung geeignet?