Drohnenschwärme sollen Waldinventur automatisieren

Im Karl-Popper-Kolleg „FruitScope: A DroneScope for Smart Agriculture“ arbeitet ein Team daran, Drohnenschwärme für die Land- und Forstwirtschaft einzusetzen. Shivi Vats, Doktoratsstudent am Institut für Informationstechnologie der Universität Klagenfurt, konzentriert sich dabei auf die Kommunikation zwischen den Drohnen bei der Waldinventur.

Die Waldinventur gehört zu den körperlich anstrengenden Aufgaben in der Forstwirtschaft. Dabei müssen Forstwirte ermitteln, welche Baumarten wo genau stehen, wie groß sie sind, in welchem Zustand sie sich befinden und welche gefällt werden sollen. Auch die Vegetation am Boden wird erfasst. Diese Daten werden derzeit noch manuell im Wald erhoben. Das Forschungsteam will Teile dieser Arbeit durch Drohnenschwärme automatisieren.

Kommunikation ohne Netzinfrastruktur

Shivi Vats ist seit acht Monaten als Doktorand in der Gruppe tätig und wird von Christian Timmerer, Professor am Institut für Informationstechnologie, betreut. Seine Forschung dreht sich um die Frage, wie Drohnen in Wäldern Daten austauschen können, wenn keine Satellitenverbindung, kein WLAN und keine mobile Netzwerkinfrastruktur vorhanden sind.

„Wir setzen dabei auf drahtlose Netzwerkmodule in den Drohnen, mit denen sie Informationen untereinander austauschen können, solange sie einander sehen können – also kein Hindernis zwischen ihnen steht. Insgesamt entsteht so ein Ad-hoc-Netzwerk“, erklärt Vats.

Unterschiedliche Datentypen erfordern verschiedene Übertragungsstrategien

Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass verschiedene Informationsarten unterschiedlich schnell übermittelt werden müssen. Warnungen vor Hindernissen müssen in Echtzeit erfolgen, während Angaben zur Baumgröße zeitverzögert übertragen werden können. „Die zweite Herausforderung ist es also, diese unterschiedlichen Arten von Kommunikation zu trennen und dann unterschiedlich zu behandeln“, so der Forscher.

Die dritte Herausforderung betrifft die Komprimierung der Daten. Es gehe nicht darum, für das menschliche Auge ansprechende Bilder zu erstellen, sondern nur die Informationen zu übertragen, die der Algorithmus auslesen kann. Das Bild brauche nur die grundlegenden Merkmale, die die Maschine verstehen kann. So lasse sich die zu übertragende Datenmenge reduzieren.

Vom Game Studies-Studenten zum Drohnenforscher

Bereits seit 2018 ist Shivi Vats an der Universität Klagenfurt. Nach seinem Bachelorabschluss in Computer Science & Engineering am Indian Institute of Information Technology in Una kam er für das Masterstudium „Game Studies and Engineering“ nach Österreich. „Ich wollte schon immer Game Studies studieren. Dass es hier eine Verbindung von Game Studies und Game Engineering gibt, ist einzigartig“, begründet er seine Entscheidung.

Bereits während des Studiums war er als Projektassistent am Institut für Informationstechnologie tätig, mittlerweile lehrt er auch im GSE-Masterstudium. Sein Schwerpunkt lag stets auf dem Engineering-Anteil: „Ich bin voll und ganz der Software-Typ. Ich programmiere gerne. Jetzt arbeite ich zwar mit Drohnen als Hardware, aber die Entwicklung von Algorithmen steht im Vordergrund meiner Arbeit.“

Nach acht Jahren hat Vats in Kärnten ein Stück Zuhause gefunden. Der Umzug von der 22-Millionen-Stadt Delhi ins 100.000-Einwohner zählende Klagenfurt brachte Veränderungen mit sich. An die Ruhe musste er sich erst gewöhnen, das Problem mit gutem indischen Essen löste er, indem er kochen lernte. Sollte es Chancen geben, in der Wissenschaft zu bleiben, möchte er sie nutzen: „Wissenschaft bietet immer Neues! Der Vorteil ist: Alles ist immer wieder neu und aufregend. Der Nachteil ist: Das Neue erfordert mehr Anstrengung als häufig erwartet wird.“

Quelle: https://www.aau.at/blog/wie-drohnen-bei-der-waldinventur-miteinander-kommunizieren