Assistenzsysteme, Luft- und Raumfahrt, Mensch & Maschine

A-PiMod - Cockpit der Zukunft

Initiator: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V., Braunschweig

Eine mitdenkende Automationslösung für das Cockpit trägt dazu bei, die Anzahl von Fehlern bei der Mensch-Maschine-Interaktion zu reduzieren sowie deren Auswirkungen zu begrenzen.

Steckbrief:

  • Projektstart: 2013
  • Förderung: Europäische Union (Grant Agreement 605141)
  • Partner: Honeywell (Tschechien), Technische Universität Brünn (Tschechien), OFFIS e.V. (Deutschland), Symbio Concepts & Projects (Belgien), NLR (Netherlands Aerospace Centre, Niederlande), KITE Solutions (Italien), Trinity College Dublin (Irland)
Foto: DLR

„Im Forschungsprojekt A-PiMod wurde ein „mitdenkendes“ Cockpit entwickelt, dass, ähnlich einem guten menschlichen Teammitglied, auf die Piloten eingehen und sich ihnen anpassen kann. Dadurch sollen Missverständnisse, Fehler und somit auch Unfälle vermieden werden.“

Dr.-Ing. Andreas Hasselberg, Projektkoordinator A-PiMod

Der Einsatz von Automatisierung im Cockpit erfolgt heutzutage meist aus technischen Gründen – der Zustand der Piloten wird dabei selten berücksichtigt. Wie Unfalluntersuchungen aufgezeigt haben, tragen Probleme an dieser Mensch-MaschineSchnittstelle zu 60 bis 80 Prozent aller Unfälle bei. Die neu entwickelte Cockpit-Architektur APiMod (Applying Pilot Models for Safer Aircraft) verbessert die Kooperation zwischen Mensch und Maschine, indem sie nicht nur den Flugzeugzustand und die Umgebungsbedingungen überwacht, sondern auch den Zustand der Piloten einbezieht. Basierend auf den Blickbewegungen, Gesten und Eingaben der Piloten werden Rückschlüsse auf ihre aktuellen Absichten, ihr Situationsbewusstsein sowie ihre Arbeitsbelastung gezogen, um die Piloten situationsabhängig bestmöglich zu unterstützen. Die entwickelte Cockpit-Architektur erlaubt zudem eine dynamische Verteilung von Aufgaben zwischen der Besatzung und der Maschine. Dazu werden zuerst die in der aktuellen Situation anstehenden Aufgaben identifiziert und anschließend alle möglichen Aufgabenverteilungen und die davon abhängigen Fehlerrisiken bestimmt. Zur Erleichterung der Kooperation zwischen Mensch und Systemen wird in A-PiMod die konventionelle Interaktion im Cockpit durch die Integration von Spracherkennungssoftware und Touchscreens erweitert.

Mit diesem Ansatz tragen die europäischen Partner des Projekts A-PiMod dazu bei, den Flugverkehr durch eine verbesserte Mensch-Maschine-Interaktion im Cockpit sicherer zu machen.

Interview mit Dr.-Ing. Andreas Hasselberg, Projektkoordinator A-PiMod

Wie kamen Sie auf die Idee, dass die Welt Ihr Projekt braucht?

Missverständnisse zwischen Piloten und der Technik im Cockpit sind eine der häufigsten Ursachen für Unfälle in der Luftfahrt. Mit zunehmender Automatisierung stellt dies eine wachsende Gefahr für den Luftverkehr dar. Dies führte uns zu der Idee, die Automatisierung in die Lage zu versetzen – ähnlich einem guten menschlichen Teammitglied – auf die Piloten einzugehen und sich ihnen anzupassen. Dadurch sollen Missverständnisse, Fehler und somit auch Unfälle vermieden werden.

Welche Herausforderungen gab es bei der Umsetzung?

Um Piloten die beste Art und den nötigen Grad an Unterstützung bieten zu können, ist das Wissen über den aktuellen Zustand der Piloten unerlässlich. Da dieser Zustand nicht direkt messbar ist, muss es aus beobachtbarem Verhalten hergeleitet werden. Damit ein solches System akzeptiert und nicht als Kontrollinstrument missverstanden wird, ist volle Transparenz von zentraler Bedeutung. Piloten müssen wissen, welche Daten das System erhebt, und wie mit diesen Informationen umgegangen wird.

Wo sehen Sie Ihr Projekt in zwei Jahren?

Das Projekt wurde im August 2016 offiziell abgeschlossen. Wir sehen großen Chancen darin, die entwickelten Technologien in anderen Luftfahrtbereichen, wie zum Beispiel bei Lotsen, einzusetzen. Langfristig sind die entwickelten Methoden und Techniken für die Mensch-Maschine-Interaktion im Cockpit auf alle Bereiche übertragbar, in denen Menschen mit komplexer Technik und Automatisierung zusammenarbeiten.

Was raten Sie anderen Menschen, die eine gute Idee haben und sie in die Tat umsetzen wollen?

In unserem europäischen Team aus acht Partnern haben wir gute Erfahrungen damit gemacht, die komplexe Gesamtherausforderung am Anfang in Teilaufgaben zu zerlegen. Darüber hinaus wurden die Endanwender zu einer sehr frühen Phase ins Projekt involviert. Auch beim Zusammenführen der einzelnen Teillösungen zu einem funktionstüchtigen Gesamtsystem waren immer wieder Endanwender an Bord und haben uns beraten.

Cockpit-Simulator von A-PiMod (Foto: DLR)

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