POPCORN Algorithmus zählt Pinguine mit Drohnen

Um die Population von Pinguinen im Blick zu behalten, führen Wissenschaftler regelmäßig Zählungen durch. Ein neuer Algorithmus namens POPCORN half in diesem Jahr das erste Mal dabei, über 300.000 brütende Pinguinpaare in nur 3 Stunden zu zählen.

Drohnen ermöglichen den Menschen das Sehen aus der Vogelperspektive. Was vor wenigen Jahren nur unter erheblichen finanziellen Aufwänden möglich war, ist heute durch Drohnen auch für wissenschaftliche Projekte mit kleinerem Umfang finanziell möglich.

So wundert es nicht, dass Drohnen bereits automatisch Schafe zählen, verstecke Grabstätten entdecken, ganze Vogelarten vor dem Aussterben bewahren sollen oder Müll in Flüssen identifizieren.

Pinguine zählen ist ein harter Job

In der Antarktis stehen Wissenschaftler regelmäßig vor einer großen Aufgabe: Die Position und genaue Anzahl von knapp 300.000 brütenden Adeliepinguin-Paaaren muss festgestellt werden, um die allgemeine Verfassung der Population zu bestimmen.

Schnee und Eis
Die Drohnen müssen unter extremen Bedingungen arbeiten.

Dazu kamen in der Vergangenheit bereits Hilfsmittel wie bemannte Helikopter oder einzelne von Menschen gesteuerte Drohnen zum Einsatz. Die Zählung findet dabei am Kap Crozier in der Antarktis statt.

Hier machen extreme Wetterbedingungen den Einsatz von Drohnen und Helikoptern nur begrenzt möglich. Oftmals sind die Zeitfenster, in denen die Luftfahrzeuge nicht von hohen Windgeschwindigkeiten, gefrierendem Regen oder Schnee behindert werden, nur kurz.

Das führte auch dazu, dass die Aufgabe in der Vergangenheit trotzdem Einsatz von einzelnen Drohnen ganze zwei Tage in Anspruch nahm.

POPCORN erledigt Zählung in drei Stunden

Die Wissenschaftler bekamen in diesem Jahr jedoch Hilft von einem neuen Algorithmus namens POPCORN, der zur autonomen Steuerung und Koordination von Drohnen in der Luft entwickelt wurde.

Mit nur drei entsprechend ausgestatteten Drohnen wurde das Zählen der Pinguine zu einer Sache von wenigen Stunden. Genau gesagt: In nur drei Stunden waren die UAVs mit ihrer Aufgabe fertig und alle Pinguine gezählt.

Das Geheimnis von POPCORN ist die spezielle Art und Weise, wie die Software die Drohnen in der Luft koordiniert. Das Suchgebiet wird dabei vorab in mehrere Teilbereiche untergliedert. Anstelle des üblichen Zickzackmusters, das menschliche Piloten fliegen, berechnet die Software den optimalen Flugpfad für jede einzelne Drohne. Und zwar so, dass sich die Zählgebiete der Drohnen auch überlappen.

Dieses Vorgehen soll den Energieverbrauch reduzieren und ist vor allem dann vorteilhaft, wenn geografische Gegebenheiten das „stupide“ Zickzackmuster unterbrechen.

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Quelle: Science Magazine

Außerdem haben die drei Drohnen eine Funktion an Bord, die es erlaubt, die Zählung bei Verschlechterung der Wetterverhältnisse zu pausieren.

Die Entwickler von POPCORN haben über den neuen Algorithmus einen Artikel in Science Robotics veröffentlicht. Sie hoffen, dass die gleiche Technologie in Zukunft auch in anderen Bereichen Anwendungen finden könnte. Genannt wurde zum Beispiel die Analyse von Wald- und Flächenbränden, um hier die Ausbreitung des Feuers schnell und exakt zu ermitteln.

Quelle: Science Magazine

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Nils Waldmann

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