Schardscha – Intelligente Drohnen und unbemannte Luftsysteme (UAS) entwickeln sich von experimentellen Prototypen zu einer unverzichtbaren Infrastruktur in Bereichen wie Katastrophenhilfe, Gesundheitsversorgung, Landwirtschaft, Logistik, Archäologie, Umweltüberwachung und Cybersicherheit. Das Potenzial, die Lebensqualität weltweit signifikant zu verbessern, heben Wissenschaftler in einer neuen Übersichtsarbeit hervor, die in der International Journal of Cognitive Computing in Engineering erschienen ist.
Die Studie, an der Forscher der Universität Schardscha (VAE), der Universität Constantine 2 (Algerien) und der Taylor’s University (Malaysia) beteiligt waren, analysiert den aktuellen Stand und die erwarteten Fortschritte der Drohnentechnologie. Sie kommt zu dem Schluss, dass Drohnen der nächsten Generation deutlich längere Flugzeiten, größere Reichweiten und höhere Robustheit aufweisen werden. Diese Verbesserungen ermöglichen Langzeitmissionen wie medizinische oder kommerzielle Fernlieferungen sowie großflächige Überwachung in städtischen und waldreichen Gebieten.
KI und maschinelles Lernen beschleunigen die Entwicklung: Drohnen können künftig autonom Objekte erkennen, Routen planen und Hindernissen ausweichen. Fortschritte bei Sensoren wie LiDAR, Multispektralkameras und hochpräzisen IMUs machen sie zu leistungsstarken Werkzeugen für Kartierung, Vermessung und Präzisionslandwirtschaft.
Die Autoren stellen einen dreistufigen Forschungsrahmen vor, der theoretische Modelle mit praktischer Anwendbarkeit verbindet. Besonderer Fokus liegt auf optimierungsbasierenden Pfadverlustmodellen, die Gelände- und Umweltfaktoren berücksichtigen. Diese Modelle werden mit aktuellen State-of-the-Art-Ansätzen verglichen. Bewertet werden Algorithmen wie genetische Algorithmen, Partikelschwarmoptimierung, Ameisenkolonie-Optimierung und Reinforcement Learning, die energieeffiziente Routen berechnen und Missionsrisiken minimieren.
Die Studie unterstreicht die Rolle von Drohnen in Mensch-Drohne-Interaktion, autonomer Navigation, Sicherheit, Objekterkennung, urbaner Luftmobilität (UAM), energieeffizientem Design, Umweltüberwachung, Archäologie, Wildtierschutz, medizinischer Versorgung, Katastrophenhilfe und Präzisionslandwirtschaft. Zukünftige Drohnen werden stärker spezialisiert, mit längerer Ausdauer und Integration in 5G/6G-Netze für Echtzeit-Datenaustausch.
Die Autoren fordern dringend aktualisierte Regulierungsrahmen, um Datenschutz, Luftraummanagement und ethische Standards zu gewährleisten. Besonders in dicht besiedelten Gebieten müssten Lärm- und Emissionsreduzierung sowie Maßnahmen gegen illegale Drohnenaktivitäten priorisiert werden. Auch ökologische Auswirkungen – etwa Störung von Vogelhabitaten oder Elektroschrott durch Lithiumbatterien – erfordern ein Gleichgewicht zwischen Innovation und Nachhaltigkeit.
Die Forschung schließt die Lücke zwischen theoretischen Modellen und realen UAV-Anwendungen und legt Grundlagen für den Einsatz in Wildtierüberwachung, Katastrophenmanagement und Präzisionslandwirtschaft. Die Autoren erwarten, dass Drohnen künftig eine zentrale Rolle im Internet der Dinge (IoT) spielen und durch Urban Air Mobility (UAM) den Personentransport verändern werden.
Originalpublikation:
International Journal of Cognitive Computing in Engineering (2025)
DOI: 10.1016/j.icce.2025.100440
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666307425000440
