Ein starkes Team für Informationsüberlegenheit: Soldaten und Unbemannte Systeme

Informationsüberlegenheit durch taktisches Teaming

Prozesskette Automatisierte Aufklärungsunterstützung (PAA)

© Foto Fraunhofer FKIE

Die Unmanned Aerial Vehicles (UAV) klären die Umgebung auf und tragen so zum aktuellen Lagebild und Schutz der Soldaten bei.

© Foto Fraunhofer FKIE

Die Unmanned Ground Vehicles (UGV) liefern Lagedarstellung in Echtzeit und bieten zusätzlich Transportunterstützung.

Einem abgesessenen Infanteriezug im Marsch wird zur Aufklärungs- und Transportunterstützung eine Gruppe Unbemannter Systeme an die Seite gestellt. Im Rahmen des Projekts »Prozesskette Automatisierte Aufklärungsunterstützung« (PAA) soll das Fraunhofer FKIE eine Unterstützungsarchitektur schaffen, die durch zusätzliche Aufklärungsergebnisse den Schutz der Soldaten maßgeblich erhöht.   

Hierzu soll eine abgestimmte Gesamtprozesskette entwickelt und validiert werden, die im Wesentlichen folgende Aufgaben abbildet:

  • die gleichzeitige und koordinierte Kommandierung und Steuerung mehrerer bodengebundener und fliegender Einheiten (UGV und UAV)
  • die Fusion der gesammelten Sensordaten
  • das Zusammenführen der so gewonnenen höherwertigen Informationen in einem mobilen Führungsinformationssystem.

Der Aufwand, den die Einsatzkräfte für die Steuerung und Zusammenarbeit mit den Unbemannten Systemen leisten müssen, soll dabei möglichst gering sein. Die Systeme sollen leicht zu bedienen sein (ergonomische Betrachtung und Überarbeitung) und sich sowohl in die Befehlskette des Zuges wie auch in das Führungsinformationssystem integrieren.

© Foto Fraunhofer FKIE

Neben Bodenrobotern (Unmanned Ground Vehicles, UGV) werden im Rahmen des Projekts PAA auch fliegende Systeme (Unmanned Aerial Vehicles, UAV) eingesetzt. Mittels der von ihnen zurückgemeldeten Informationen über das Lagebild garantieren sie den Soldaten eine erhebliche Informationsüberlegenheit. Deutlich ergänzt werden die Fähigkeiten noch durch den Einsatz »Künstlicher Intelligenz«, die gleichzeitig zu einer spürbaren Entlastung der Soldaten führt.


Voraussetzung hierfür ist, dass die Unbemannten Systeme mit geringem Aufwand für die Soldaten eingesetzt werden können. Dies ermöglichen die vom Fraunhofer FKIE entwickelten, an die speziellen Anforderungen des soldatischen Einsatzszenarios ergonomisch angepassten Bedienoberflächen auf den mobilen Endgeräten. Die Unbemannten Systeme sollen zudem weitestgehend autonom agieren.


Die Unbemannten Systeme sind dabei als eigene Gruppe automatisiert in die Aufklärungsmission eingebunden. Über die Battle Management Language (BML), eine von der NATO entwickelte, formale Sprache für militärische Kommunikation, versorgen sie ein Führungsinformationssystem in Echtzeit mit Informationen über die Einsatzlage.


Auch UAV und UGV verstehen BML und können die Sprache in Aktionen umsetzen: Die Befehle, die der Teamführer erteilt, werden an eine zentrale Instanz, die sogenannte »Swarm Control«, weitergeleitet. Sie interpretiert den Befehl und übermittelt ihn an die unabhängig voneinander angeschlossenen Roboter.

© Foto Fraunhofer FKIE

Die vielfältigen Daten werden an ein übergeordnetes Führungsinformationssystem weitergeleitet und fließen so in ein Gesamtlagebild ein.

© Foto Fraunhofer FKIE

Die Zug- und Gruppenführer erhalten das Lagebild in Echtzeit auf unterschiedlichen mobilen Endgeräten dargestellt.

Ziel des Projekts PAA war die Entwicklung eines Systemdemonstrators, der in einsatznahen Szenarien getestet werden sollte. Mehrere dieser Übungen haben zwischenzeitig stattgefunden. Die Soldaten zeigten sich dabei von Lösung, Handhabung und Vorteilen durchweg begeistert.


Situational Awareness und Reaktionszeit der eigenen Truppe werden durch die frühzeitige Aufklärung von möglichen Gefahren und deren Darstellung auf dem konsistenten Lagebild stark verbessert. Den Mehrwert, der durch den gleichzeitigen Einsatz unterschiedlicher Robotersysteme für Missionen erzielt wird, bewerten die Soldaten als groß: So können mittels des Systems neben den übertragenen Aufklärungsdaten über die Umgebung mithilfe der Sensordatenfusion auch Personen und Fahrzeuge detektiert werden. Zudem ermöglichen die Systeme eine akustische Schützendetektion und -peilung.  


Als einer der besonderen Erfolge des Forschungsprojekts PAA kann zudem herausgestellt werden, dass die Soldaten die mobilen Endgeräte zur Führung der Unbemannten Systeme mithilfe des FKIE-entwickelten, intuitiven Bedienkonzeptes ohne größere vorherige Einweisung direkt nutzen konnten.


Gemeinsam wurden im Rahmen der Systemtests weitere Aufklärungsfunktionen und -möglichkeiten identifiziert, die für eine Fortsetzung dieses oder vergleichbarer Projekte interessant sind: Neben einer Ausweitung der optischen Aufklärung auf weitere Objekttypen, wie z.B. Fahrzeuge und Stellungen, wäre für eine bessere und schnellere Einordnung der Lage die anschließende automatische Klassifizierung der Objekte wünschenswert, wie beispielsweise der Fahrzeugkategorien und -typen. Die Detektion, Peilung und Ortung von Schussereignissen soll in einem größeren Radius möglich sein. Hilfreich wäre zudem eine genaue Lokalisierung des identifizierten Schützen sowie eine Klassifikation des verwendeten Kalibers. Die Integration weiterer Sensorik, wie beispielsweise zur Peilung und Ortung von Emittern, könnte die Möglichkeiten zur frühzeitigen Erkennung von Gefahren erweitern.

Im Rahmen der Forschungsarbeit von PAA wurden einzelne, für militärische Einsatzszenarien relevante Fähigkeiten robuster ausgestaltet, wie z. B. die Aufklärung mit Unbemannten Systemen, die Kommunikation über LTE, die Schuss- und Personendetektion etc. Fortschritte und Gesamtsystem, die in diesem Kontext erzielt und entwickelt wurden, sind darüber hinaus für jeden Anwender interessant, der im Mensch-Maschine-Verbund Unbemannte Systeme zur Informationsgewinnung einsetzen möchte. Als beispielhafte Anwendungsfelder sei hier die Werkfeuerwehr genannt, die mit UAVs schon bei der Anfahrt an Schadensereignisse erste Informationen direkt an die Einsatzkräfte weiterleiten kann, oder auch der Werkschutz, der entsprechend auf Einbruchalarm reagieren kann.

Ein schlagkräftiges Team

Soldaten und Unbemannte Systeme bilden ein Team. Die Roboter arbeiten in diesem weitestgehend autonom und ohne zusätzliche Belastung für die Soldaten. Die Aufklärungsergebnisse werden automatisch in das Führungsinformationssystem eingespeist und den Soldaten auf mobilen Endgeräten zur Verfügung gestellt.

Konsistentes Lagebild

Durch die frühzeitige Aufklärung von möglichen Gefahren und deren Darstellung auf dem konsistenten Lagebild werden Situational Awareness und Reaktionszeit der Truppe stark verbessert. Mittels taktischem Teamings kann so deutliche Informationsüberlegenheit gegenüber dem Angreifer erzielt werden.

 

Informationsbroschüre zum Download: