Verwaltung des Drohnenluftsraums: Sicherheit und Fairness

Drohnen, auch bekannt als kleine unbemannte Luftfahrtsysteme (sUAS), werden immer beliebter für verschiedene Anwendungen wie Notfallreaktion, Landwirtschaft und Paketlieferung. Allerdings hat mit zunehmendem Einsatz von Drohnen auch die Zahl der Unfälle und riskanten Situationen zugenommen. Das wirft Sicherheitsbedenken auf, besonders in Bereichen, in denen Drohnen den Luftraum mit anderen Flugzeugen teilen müssen.

Um diese Bedenken anzugehen, arbeitet die US-Regierung an einem System zur Verwaltung von Drohneneinsätzen, das als UAS Traffic Management (UTM) bekannt ist. Das Ziel dieses Systems ist es, zu kontrollieren, wann und wo Drohnen fliegen können, basierend auf ihrer Fähigkeit, ihre Missionen sicher abzuschliessen. Aber ein automatisiertes System, das schnell Fluganträge genehmigt oder ablehnt, könnte seine eigenen Probleme haben, wie Vorurteile, mangelnde Fairness und Transparenz. In diesem Papier wird eine Studie diskutiert, die untersucht, wie verschiedene Gruppen über dieses automatisierte System denken und welche Faktoren sie für wichtig halten, um Flugentscheidungen zu treffen.

#Der Bedarf an Drohnenmanagement

Mit dem Anstieg der Drohneneinsätze ist es wichtig sicherzustellen, dass sie sicher fliegen können, ohne andere Flugzeuge zu stören oder No-Fly-Zonen wie Flughäfen und überfüllte Gebiete zu verletzen. Zum Beispiel sollte eine Lieferdrohne nicht in den Flugbahn eines Flugzeugs oder einer Drohne, die für Notdienste eingesetzt wird, fliegen.

Momentan müssen Drohnenbetreiber die Genehmigung beantragen, um in kontrolliertem Luftraum zu fliegen. In den USA müssen Drohnenpiloten ein System namens LAANC nutzen, um für Flüge unter 400 Fuss genehmigt zu werden. Allerdings berücksichtigt dieses System nicht wichtige Details über den Flug, wie die Fähigkeiten der Drohne, die Erfahrung des Piloten und die Umweltbedingungen.

Deshalb arbeitet die FAA an UTM, einem organisierten System, um den Drohnenverkehr im gemeinsamen Luftraum zu verwalten. Dieses System basiert auf der digitalen Weitergabe der geplanten Flugdaten jedes Piloten. Faktoren, die die Fähigkeit einer Drohne beeinflussen, sicher zu fliegen, sind ihr Gewicht, ihre Grösse, das Wetter und die Erfahrung des Piloten.

Das automatisierte System muss all diese Informationen schnell analysieren, um sicher zu entscheiden, ob ein Flugantrag genehmigt oder abgelehnt wird. Aber es gibt Herausforderungen. Momentan ist der Bewertungsprozess langsam und kann zu menschlichen Fehlern führen. Ohne Automatisierung können Menschen mit der erwarteten Zunahme von Drohnenanfragen nicht Schritt halten.

#Umfrage zu den Perspektiven der Stakeholder

Um besser zu verstehen, welche Faktoren für Entscheidungen über Fluganträge wichtig sind, haben wir eine Umfrage unter Drohnenpiloten, Notfallkräften und der allgemeinen Öffentlichkeit durchgeführt. Wir wollten herausfinden, welche Aspekte die Leute für prioritär halten und welche Bedenken sie gegenüber einem automatisierten Fluggenehmigungssystem haben.

#Wichtige Faktoren für die Entscheidungsfindung

Die Umfrage ergab, dass einige Faktoren wichtiger sind als andere. Die Befragten stellten fest, dass die Merkmale des Flugs und die Umweltbedingungen entscheidend für die Entscheidungen waren. Ausserdem glaubten sie, dass die Fähigkeiten des Piloten und der Drohne berücksichtigt werden sollten. Einige Teilnehmer äusserten eine Abneigung gegenüber KI-basierten Entscheidungen und betonten die Notwendigkeit von Transparenz in der Entscheidungsfindung.

Wenn ein Pilot zum Beispiel anfragt, eine Drohne zu fliegen, sollten Faktoren wie die Art der Mission, Wetterbedingungen, Luftverkehr und die frühere Leistung des Piloten berücksichtigt werden. Die Ergebnisse unterstreichen, wie wichtig eine effektive Kommunikation mit allen Stakeholdern in der Drohnengemeinschaft ist, um ein System zu schaffen, dem jeder vertrauen kann.

#Herausforderungen mit KI in der Entscheidungsfindung

Während die Befragten die Notwendigkeit für schnellere Entscheidungen erkannten, zeigten viele Vorbehalte gegenüber einer vollständigen Abhängigkeit von KI für diese Entscheidungen. Einige betonten die Bedeutung eines Menschen im Prozess, um komplexe Missionen zu überwachen. Sie glauben, dass KI den Entscheidungsprozess unterstützen kann, aber nicht vollständig die Kontrolle darüber übernehmen sollte.

Viele Bedenken drehen sich um Sicherheit und Vertrauen in KI-Systeme. Die Teilnehmer hatten das Gefühl, dass ein KI-System, wenn es Eingaben falsch interpretiert oder Fehler macht, zu gefährlichen Situationen führen könnte. Die Menschen wollen klare und transparente Entscheidungswege sehen, besonders wenn es um etwas so Kritisches wie die Flugsicherheit geht.

#Das automatisierte Fluggenehmigungssystem

Das UTM-System genehmigt automatisch Drohnenflüge basierend auf den eingereichten Informationen über die Drohne, den Piloten und die Flugdaten. Der Prozess besteht typischerweise aus drei Hauptschritten:

1. Einreichung des Performance Authorization Request (PAR): Der Drohnenbetreiber reicht einen PAR ein, der die Fähigkeiten der Drohne und die geplante Mission skizziert.

2. Analyse der Faktoren: Das automatisierte System analysiert verschiedene Faktoren, einschliesslich Flugdaten, Piloten Erfahrung, Wetterbedingungen und aktuellen Luftverkehr.

3. Genehmigung oder Ablehnung: Basierend auf der Analyse erteilt das System entweder die Genehmigung für den Flug oder lehnt den Antrag ab.

#Die Bedeutung der Einbindung der Gemeinschaft

Die Idee ist, ein automatisiertes System zu schaffen, das fair, sicher ist und Input von einer breiten Palette von Stakeholdern akzeptiert. Das Ziel ist es, sicherzustellen, dass das System nicht voreingenommen gegenüber bestimmten Gruppen oder Flugtypen ist. Durch das Sammeln von Feedback aus unterschiedlichen Perspektiven können wir die Bedenken der Gemeinschaft besser verstehen und ein System schaffen, das für alle funktioniert.

Die Teilnehmer der Umfrage hoben hervor, wie wichtig es ist, dass alle Arten von Stimmen gehört werden, einschliesslich der von Gelegenheitsdrohnenbenutzern, professionellen Piloten und Mitgliedern der Gemeinschaft. Indem wir ihre Bedenken ansprechen, können wir ein System schaffen, das nicht nur die Sicherheit gewährleistet, sondern auch den gleichberechtigten Zugang zum Luftraum für alle Nutzer fördert.

#Die Herausforderungen der Automatisierung

Eine der grössten Herausforderungen bei der Automatisierung der Fluggenehmigung ist der Mangel an vorhandenen Daten. Im Gegensatz zu anderen automatisierten Systemen, die in Branchen wie Finanzen oder Gesundheitswesen verwendet werden, gibt es keine historischen Daten zum Trainieren der KI. Das schafft sowohl Herausforderungen als auch Chancen, ein neues System von Grund auf neu zu entwickeln.

Einige der Herausforderungen umfassen:

• Keine historischen Daten: Im Gegensatz zu Systemen, die aus vergangenen Fehlern lernen, gibt es nicht genug Flugantragsdaten, um ein automatisiertes System richtig zu trainieren.

• Sicherheitsbedenken: Automatisierte Entscheidungen müssen die Sicherheit priorisieren, insbesondere in Notfallsituationen. Fehler des Systems könnten ernsthafte Konsequenzen haben.

• Bedarf an Transparenz: Die Menschen wollen wissen, wie Entscheidungen getroffen werden und warum. Wenn das System als „schwarze Box“ angesehen wird, wird die Akzeptanz wahrscheinlich gering sein.

#Studienergebnisse

#Wichtige Faktoren für die Entscheidungsfindung

Die Umfrage zeigte, dass Stakeholder mehrere Faktoren als entscheidend für faire und sichere Entscheidungen ansehen. Die beiden wichtigsten Faktoren, die identifiziert wurden, sind das Betriebsumfeld und die Komplexität der Mission. Danach folgen die Merkmale der Drohne und die Erfahrung des Piloten.

Interessanterweise bewerteten zertifizierte Piloten und nicht-zertifizierte Piloten diese Faktoren unterschiedlich. Zertifizierte Piloten legten mehr Wert auf die Komplexität der Mission, während nicht-zertifizierte Piloten die Erfahrung des Piloten und die Vorgeschichte der Drohne betonten.

Diese unterschiedlichen Meinungen deuten darauf hin, dass ein Einheitsansatz möglicherweise nicht funktioniert, wenn es darum geht, automatisierte Fluggenehmigungssysteme zu entwerfen. Es ist entscheidend, unterschiedliche Perspektiven zu berücksichtigen und vielfältige Inputs zu integrieren, um eine ausgewogene Lösung zu schaffen.

#Bedenken der Stakeholder bezüglich automatisierter Entscheidungen

Bei der Frage nach ihren Bedenken hinsichtlich automatisierter Fluggenehmigungen äusserten die Teilnehmer mehrere zentrale Themen:

1. Misstrauen gegenüber KI: Viele Teilnehmer waren skeptisch gegenüber der Verwendung von KI für Flugentscheidungen. Die Bedenken drehten sich um die Möglichkeit, dass KI Daten falsch interpretiert oder schlechte Entscheidungen trifft.

2. Bedarf an menschlicher Aufsicht: Während einige die Vorteile von KI anerkannten, bestand die Mehrheit auf menschlicher Beteiligung im Entscheidungsprozess, insbesondere bei komplexeren Missionen.

3. Risikozentrierter Ansatz: Einige Befragte betonten, dass Entscheidungen auf Risikobewertungen basieren sollten und die Sicherheit priorisiert werden müsse, vor allem in Bezug auf potenzielle Risiken für Menschen und Eigentum.

Diese Antworten heben hervor, wie wichtig es ist, sorgfältig zu überlegen, wie ein automatisiertes System gestaltet und implementiert wird. Die Stakeholder möchten eine Balance zwischen Effizienz und der Gewährleistung, dass Sicherheit und Fairness gewahrt bleiben.

#Implementierung und zukünftige Arbeiten

Um die in der Studie angesprochenen Bedenken anzugehen, können mehrere Schritte unternommen werden:

• Human-In-The-Loop-Systeme: Ein System entwerfen, bei dem Menschen automatisierte Entscheidungen überwachen können, insbesondere bei komplexen Situationen. Das könnte Vertrauen und Akzeptanz steigern.

• Bedingte Genehmigungen: Anstatt nur Fluganträge zu genehmigen oder abzulehnen, könnte eine Option für bedingte Genehmigungen in Betracht gezogen werden, die Einschränkungen für bestimmte Flüge festlegt, um die Sicherheit zu erhöhen.

• Einbindung der Gemeinschaft: Weiterhin Input von einer breiten Palette von Stakeholdern sammeln, während das automatisierte System entworfen wird. Diese Einbindung wird helfen, Bedenken in Bezug auf Zugänglichkeit und Fairness zu adressieren.

• Detaillierte Fluganträge: Zukünftige Studien sollten in Betracht ziehen, detailliertere Fluganträge zu verwenden, um die Entscheidungsprozesse zu verbessern.

Die Erkenntnisse aus der Umfrage geben nicht nur Einblick, was Stakeholder denken, sondern leiten auch zukünftige Entwicklungen zur Schaffung eines fairen und effektiven automatisierten Fluggenehmigungssystems. Die Einbindung der Mitglieder der Gemeinschaft in zukünftige Studien wird helfen, breitere Inputs zu sammeln und das System weiter zu verfeinern.

#Fazit

Das Wachstum der Drohnennutzung verdeutlicht den dringenden Bedarf an einem umfassenden System zur sicheren Verwaltung des Luftraums. Während die Schaffung eines automatisierten Fluggenehmigungssystems vielversprechend ist, ist es entscheidend, die Bedenken der Stakeholder anzugehen, um eine erfolgreiche Implementierung sicherzustellen.

Die Teilnahme von verschiedenen Gruppen kann wichtige Designelemente informieren, um sicherzustellen, dass das System vertrauenswürdig und weit akzeptiert wird. Durch das Ausbalancieren des Bedarfs an effizientem Drohnenmanagement mit Sicherheit und Fairness ist es möglich, eine Lösung zu entwickeln, die den Bedürfnissen aller Luftraumnutzer gerecht wird. Der Weg zur Schaffung eines effektiven UTM-Systems ist noch im Gange, und die fortlaufende Einbindung der Gemeinschaft wird eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung seiner Zukunft spielen.