Den Ermüdungszustand von Piloten mit künstlicher Intelligenz evaluieren

Im vergangenen November schlief ein australischer Pilot während eines Linienflugs ein und überflog sein Landeziel um 50 Kilometer. Ein paar Monate früher hatte eine Untersuchung in den Vereinigten Staaten ergeben, dass im Vorjahr eine riesige Flugkatastrophe über San Francisco nur knapp vermieden worden war. Auch in diesem Fall wurde die Gefahr durch den Schlafmangel des Piloten verursacht.

Glücklicherweise blieben beide Vorfälle ohne schwerwiegende Auswirkungen – aber sie stellen keine Einzelfälle dar. Menschliche Ermüdung ist ein ernsthaftes Problem, das die Sicherheit von Reisenden bei allen Verkehrsmitteln beeinträchtigt. Bei 20 Prozent der wichtigsten Untersuchungen, die die amerikanische Transportsicherheits-Behörde im Zeitraum 2001 und 2012 durchführte, wurde Übermüdung als wahrscheinliche Ursache, beitragenden Faktor oder als Befund identifiziert.

Unter der Leitung des CSEM hat sich das HIPNOSIS Konsortium im Rahmen des Europäischen Clean Sky 2 Forschungsprogramms vorgenommen, die Überwachung des Ermüdungszustandes der Piloten mit innovativen Instrumenten zu verbessern – namentlich mit einem spezifischen Bilderfassungssystem und einem Sensor für Vitalparameter.

Künstliche Intelligenz im Dienste der Sicherheit an Bord

Andrea Dunbar, Leiterin des Bereichs Embedded Vision Systems beim CSEM beschreibt die Kerneigenschaften des Projektes wie folgt: «Wir werden Computer-Bilderkennungs- und lernbasierte Algorithmen entwickeln, um in Echtzeit die Anzeichen von Schläfrigkeit bei den Piloten zu erkennen.» Das französische Start-Up INNOV+, welches bereits ähnliche Verfahren für die Automobilindustrie vermarket, wird diese Algorithmen in eine eigens dafür entwickelte Kamera einbauen.

«Gleichzeitig wird das CSEM sein Know-how in der Messung von physiologischen Parametern einbringen und einen tragbaren Sensor entwickeln, welcher die Piloten vor und während des Fluges überwacht», ergänzt Dunbar. «Die ermittelten Daten werden mit den vom System erfassten optischen Messungen des Blickpfades und der Kopfhaltung des Piloten verglichen.» Die französische Firma SERMA INGENIERIE wird HIPNOSIS für erste Tests in einen Cockpit-Prototypen einbauen.

Eine massgeschneiderte Lösung für die Luftfahrtindustrie

Honeywell Aerospace – Schlüsselpartner von Clean Sky II, marktführendes Unternehmen der Luft- und Raumfahrt und Hersteller von Avioniklösungen – wird die technischen Anforderungen formulieren und diese in das globale Pilot-Überwachungssystem integrieren. «HIPNOSIS schafft die Voraussetzungen für die Einführung der Pilot-Überwachung und für die Integration dieser Technologie in die Luftfahrt.», freut sich Bohdan Blaha, Projektleiter bei Honeywell Aerospace. «HIPNOSIS ist unerlässlich, um das Potenzial der Technologie und ihren Nutzen für die Luftfahrtindustrie aufzuzeigen.» Die abschliessenden Resultate dürften 2021 vorliegen.

The HIPNOSIS project has received funding from the Clean Sky 2 Joint Undertaking under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program under grant agreement No. 821466.