Anwendungen
Welche Anwendungsgebiete gibt es im Bereich IAM?
Unbemannte Fluggeräte können in vielen Bereichen sinnvoll und effizient eingesetzt werden und den Menschen unterstützen. Dies gilt beispielsweise in gefährlichen Umgebungen, schwer oder nicht erreichbaren Gebieten oder für Aufgaben, bei denen der Einsatz konventioneller Luftfahrzeuge zu kostenintensiv wäre.
Landwirtschaft
In der Landwirtschaft können UAV vielfältige Aufgaben übernehmen, um die Produktivität, Umweltfreundlichkeit und den Digitalisierungsgrad von Betrieben zu erhöhen. Laut einer Umfrage von 2024 setzen bereits etwa ein Viertel der landwirtschaftlichen Betriebe in Deutschland UAV ein, wobei die Hauptanwender Ackerbaubetriebe und Winzer sind. Die Drohnentechnologie ist in diesem Bereich also von Pilotanwendungen zum flächendeckenden Einsatz gereift. Zu den bekanntesten Anwendungen zählt die Rehkitzrettung vor dem Mähen, bei der Drohnen mit Wärmebildkameras versteckte Jungtiere aufspüren. Dafür wurden bereits staatliche Fördergelder bereitgestellt. Andere Anwendungsmöglichkeiten bestehen in der digitalen Lufterfassung und Kartierung des Pflanzenwachstums und -Zustandes, welche eine frühe Erkennung von beispielsweise Befall und Krankheiten ermöglicht, sowie dem effektiven und präzisen Ausbringen von Pflanzenschutz- und Düngemitteln (durch Sprühdrohnen) oder die Aussaat auch an schwer zugänglichen Stellen wie Hanglagen. Monitoring und Kartierung kann dabei durch spezielle Multispektral-, RGB- oder Infrarotkameras geschehen und ermöglicht die einfache Erstellung digitaler Zustandskarten und -Datenbanken. Damit wird auch die Präzisionslandwirtschaft unterstützt und der Einsatz von KI-Methoden ermöglicht.
Fallbeispiel: Pflanzenschutz mit Sprühdrohnen im Weinbau
Fallbeispiel: Erkennung von Pflanzenkrankheiten mit Fernerkundungsmethoden
Vermessung und Kartierung
Insbesondere Langstreckendrohnen können große Flächen energie- und kosteneffizient überfliegen und dabei hochgenau vermessen, kartieren oder Luftbilder erstellen. Aus den Daten können dann hochauflösende Gelände- und Oberflächenmodelle oder Karten für GIS-Anwendungen generiert werden. Im Bereich des Naturschutzes ermöglicht dies beispielsweise die Erfassung des Zustands und der Veränderung von Küstenlinien, Wäldern und Gewässern. Auch in Innenräumen können UAV verwendet werden, um bspw. mithilfe der LiDAR-Technologie exakte 3D-Modelle von Bauwerken oder Anlagen zu erstellen. Dabei können auch sehr schwer zugängliche Bereiche erreicht werden.
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Such- und Rettungsmissionen
Bereits seit einige Jahren werden UAV im Rahmen von Such- und Rettungsmissionen (SAR) erfolgreich eingesetzt. Sie können dabei vielfältige Aufgaben erfüllen, in der Regel im Verbund mit den regulären SAR-Verbänden. Eingesetzt werden UAV beispielsweise bei Naturkatastrophen, wo sie schnell große Bereiche nach Überlebenden absuchen und den Zustand des Geländes oder der Infrastruktur erfassen können.
Zum Einsatz kommt hier eine hohe Bandbreite von Sensorik, von Kameras und Mikrofonen über Radar, LiDAR und Mobilfunk-Erkennung. Hilfsgüter wie Medikamente und Erste-Hilfe-Material können mit UAV schnell zur benötigten Position geliefert werden. Größere UAV sind sogar in der Lage, verletzte Personen abzutransportieren. Bei Seenoteinsätzen können UAV automatisch das Suchgebiet abfliegen, Personen erkennen, das Lagebild übermitteln und Rettungsmittel einsetzen.
Fallbeispiel: Schnelle Rettung in den Alpen mit Drohnen – Bergwacht Hausham
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Transport und Logistik
Transport-UAV werden bereits heute für die schnelle Lieferung wichtiger Güter, wie Blut- und Plasmakonserven, Medikamenten, Impfstoffen oder Lebensmitteln, eingesetzt. Dadurch können abgelegene Gebiete beliefert und beispielsweise die Versorgungslage im ländlichen Raum verbessert werden. Die Reichweite heutiger Lieferdrohnen liegt dabei im Bereich größer als 10 Kilometer bei einer Nutzlast bis etwa 5 kg, bei Schwerlastdrohnen auch über 10 kg. Das Absetzen der Lasten kann durch Abwurf an Fallschirmen oder Absetzen vom Seil oder auf dem Boden geschehen, einige Systeme nutzen fest installierte oder mobile Boxen oder Container als Start- und Zielpunkte, die automatisch angesteuert werden. Als Herausfordern stellen sich jedoch insbesondere die Genehmigungslage sowie die Allwetterfestigkeit und Lastkapazität der UAV-Transporte dar.
In Großstädten ermöglicht der Einsatz von UAV für Warenlieferungen die Entlastung des Verkehrssystems, wobei elektrisch angetriebene UAV sogar umweltfreundlicher sind als herkömmliche Transportmittel. Insbesondere der Transport von Laborproben zwischen beispielsweise Krankenhäusern, Arztpraxen und Laboren erfolgt derzeit in der Regel mit PKW, wobei täglich erhebliche Strecken im Stadtverkehr zurückgelegt werden. UAV können hier durch Unabhängigkeit von der Verkehrslage (Stau, Ampeln) einen schnellen Transport und damit Planungssicherheit und Zeitersparnis bieten. Zudem sind sie in Betrieb und Wartung günstiger als PKW oder LKW und bieten somit auch eine Kostenersparnis. Durch den Einsatz von KI-Algorithmen in der Missionsplanung kann auch die smarte Vernetzung und Optimierung von Logistikprozessen umgesetzt werden. Insbesondere in den Städten und anderen frequentierten Lufträumen müssen jedoch noch Fragen der Luftraumintegration, der Optimierung von Flugrouten sowie der Akzeptanz adressiert werden.
Fallbeispiel: Lieferung von Medikamenten im Pilotprojekt „Pallidrohne“
Fallbeispiel: Lieferung von Medikamenten im Pilotprojekt „medifly“
Im Bereich der Logistik können UAV bei der Kommissionierung, im Bestandsmanagement und in der Überwachung und Koordinierung von Warenströmen eingesetzt werden, und dies sowohl Indoor (z. B. Lagerhallen) wie auch Outdoor (z. B. Umschlagplätze wie Containerhäfen und Güterbahnhöfe). Sie sind dabei in der Lage, schnell große Mengen Umschlaggut durch scannen oder Bildgebung zu erfassen und an zentrale Verwaltungssysteme zu melden. Durch ihre geringe Größe sind sie zudem einfacher zu disponieren als Kraftfahrzeuge. Einen guten Mehrwert bieten UAV auch für das infrastruktur- und Gebäudemanagement kommunaler Stellen. Sie können hier z. B. bei der Planung und Wartung städtischer Infrastruktur zum Einsatz kommen oder Baumaßnahmen überwachen und dokumentieren.
Fallbeispiel: Einsatz von Drohnen im städtischen Infrastruktur- und Gebäudemanagement
Fallbeispiel: Regelungen für den Drohnenbetrieb im Hamburger Hafen
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Forschung und Wissenschaft
In der Forschung können UAV durch die große Bandbreite verfügbarer Sensorik in unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt werden. Dazu gehören beispielsweise die Umwelt- und Klimaforschung, die Geowissenschaften, Zoologie und die Ozeanografie. Die von den Sensoren gesammelten Daten wie Atmosphären- oder Partikelmessungen, Luftbilder, 3D-Karten oder Geländemodelle können teilweise in Echtzeit zur weiteren Prozessierung bereitgestellt werden.
Auch an den UAV-Technologien selbst (Konfiguration, Antrieb, Struktur, Nutzlasten, Sensorik, Datenverarbeitung, Konnektivität etc.) wird intensiv geforscht, eine Übersicht finden sie hier.
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Hoheitliche und militärische Anwendungen
UAV können zum einen im Bereich der BOS (Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben wie Zoll, Polizei und Feuerwehr) und zum anderen für militärische Einsatzzwecke zur Verwendung kommen. Viele Feuerwehren setzen bereits UAV zur Lagebilderstellung oder Brandbekämpfung ein, wo sie an schwer erreichbaren oder gefährlichen Gebieten zum Einsatz kommen. Die Polizei verwendet UAV für Aufklärungs- und Ermittlungszwecke und setzt dabei unterschiedliche Nutzlasten wie Wärmebild- und Nachtsichtkameras und Gefahrstoffsensoren ein. Zudem können sie bei Großdemonstrationen, Entführungen, Geiselnahmen und Tatortaufnahmen verwendet werden.
Im militärischen Bereich können UAV zur Feindbekämpfung oder Aufklärung verwendet werden, wobei größere UAV der Gefahr einer konventionellen Luftabwehr ausgesetzt sind. Kleinere UAV sind häufig mit Maßnahmen zur elektronischen Kampfführung bzw. zur Abwehr elektronische Störmaßnahmen, wie GNSS-Jammer, ausgestattet. Weitere Anwendungen im militärischen Bereich umfassen die Unterstützung bei der Ausbildung (bspw. als Zieldarstellungsdrohnen), den Transport von Fracht oder Personen, und die Abwehr feindlicher UAV.
