Merlin, ein amerikanisches Start-up-Unternehmen, hat kürzlich das künstliche Intelligenz-Flugsystem „Merlin Pilot for Commercial Cargo“ für den kommerziellen Frachtmarkt veröffentlicht. Ziel ist es, große Frachtflugzeuge vollständig unbemannt auszustatten. Es gilt als wichtiges Signal dafür, dass die autonome Flugtechnologie in eine neue Phase eingetreten ist.

In den letzten Jahren hat sich die autonome Flugtechnologie sprunghaft weiterentwickelt, und der Schwerpunkt der Branche verlagert sich von „ob Flugzeuge unkontrolliert starten und landen können“ hin zu „wie man in einer realen Luftraumumgebung sicher agiert“, einschließlich der Zusammenarbeit mit verschiedenen Arten bemannter Flugzeuge und Flugsicherungssystemen sowie der sicheren Handhabung in komplexen Wetter- und Notfallsituationen. Derzeit konzentrieren sich die meisten autonomen Flugsysteme, die in Erprobungen oder vorläufigen Anwendungen sind, noch auf kleine oder mittelgroße Starrflügelflugzeuge, beispielsweise modifizierte Modelle wie Cessna 150 und Cessna 208B „Caravan“. Diejenigen, die jedoch wirklich breite kommerzielle Aussichten haben, sind die Schwerlastfrachtflotten, die durch große Frachtflugzeuge wie Lockheed Martin „Hercules“ repräsentiert werden.

Die Marktprognose von Boeing zeigt, dass die weltweite Nachfrage nach neuen und umgebauten großen Frachtflugzeugen in den nächsten 20 Jahren bei rund 2.800 liegen wird, was zu einer deutlichen Vergrößerung der Frachtflotte führen wird. Gleichzeitig ist die globale Zivilluftfahrtindustrie mit einem strukturellen Pilotenmangel konfrontiert, der sowohl die Fracht- als auch die Passagierluftfahrt vor große Herausforderungen stellt. Verglichen mit der immer noch hohen psychologischen Hemmschwelle der Öffentlichkeit gegenüber „Cockpit-losen Passagierflugzeugen“ gilt die Einführung hochautonomer oder sogar völlig unbemannter Systeme im Bereich der Passagierflugzeuge ohne Passagiere als realistischer und vom Markt leichter zu akzeptierender Ansatz.

Merlin wurde 2018 gegründet und hat seinen Hauptsitz in Boston. In den letzten Jahren wurden Flugtests mit fünf verschiedenen Flugzeugmodellen sowie tatsächliche Betriebstests auf kommerziellen Strecken in Alaska und Neuseeland durchgeführt, um die Zuverlässigkeit und Anpassungsfähigkeit des Systems in komplexen Umgebungen zu überprüfen. Der dieses Mal vorgestellte Merlin Pilot gehört zur „Condor“-Produktfamilie des Unternehmens für große Multi-Crew-Flugzeuge. Das Designkonzept legt den Schwerpunkt auf „Flugzeugunabhängigkeit“ und kann durch Modifikation in die bestehende Flugzeugzelle integriert werden, anstatt nur ein einziges neues Flugzeugmodell zu bedienen.

In Bezug auf die technische Architektur setzt Merlin Pilot auf eine Multisensor-Fusionslösung, die umfassend globale Satellitenpositionierungssysteme, Trägheitsnavigationssysteme, Radarhöhenmesser, Funkhöhenmesser und mehrere Arten von Umgebungssensoren nutzt, um eine Echtzeitwahrnehmung der Fluglage, Position und des umgebenden Luftraums zu ermöglichen. In Kombination mit einer speziellen Flugsteuerungssoftware kann das System Flugbahnplanung, Lagekontrolle und Entscheidungen zur Vermeidung von Hindernissen ohne direkte menschliche Kontrolle durchführen und so andere Flugzeuge und Hindernisse in der Luft aktiv vermeiden. Es ist erwähnenswert, dass Merlin auch ein Verarbeitungsmodell natürlicher Sprache in das System integriert hat, um Anweisungen und Anfragen der Flugsicherung zu verstehen und Sprachantworten auf ähnliche Weise wie menschliche Piloten zu geben, mit dem Ziel, eine reibungslose Verbindung mit dem bestehenden Betriebsprozess der Flugsicherung herzustellen.

Im Hinblick auf Aufsicht und Lufttüchtigkeit wählte Merlin eine „schrittweise“ Einführungsstrategie, um die Zertifizierungsschwelle zu senken und Betriebsdaten zu sammeln. Nach dem Plan des Unternehmens soll das System zunächst mit einem menschlichen Sicherheitsfahrer in der Rolle eines „intelligenten Co-Piloten“ fliegen und durch Mensch-Maschine-Kollaboration an Entscheidungen und Abläufen beteiligt sein. Dieses Modell entspricht nicht nur besser den Risikokontrollanforderungen von Regulierungsbehörden wie der US-amerikanischen Federal Aviation Administration (FAA), sondern hilft dem System auch, während des Langzeitbetriebs weiterhin Daten zu sammeln und so eine Grundlage für zukünftige Anwendungen für die Zertifizierung vollständig autonomer Flüge zu schaffen.

Matt George, Gründer und CEO von Merlin, sagte, der Mangel an Piloten habe strukturelle Auswirkungen auf die Betreiber gehabt und der Markt für die Umrüstung von Frachtflugzeugen befinde sich in einem Hochkonjunkturzyklus. Die gleichzeitige Einbettung autonomer Flugfähigkeiten in Projekte wie die Umstellung von Passagieren auf Fracht bietet ein „Zeitfenster“ für Industrie-Upgrades. Er betonte, dass das Ziel des „Condor“-Programms der groß angelegte Einsatz autonomer Fähigkeiten in großen Flugzeugen mit mehreren Besatzungsmitgliedern sei und Merlin Pilot die Kernkomponente davon sei. Das Unternehmen arbeitet mit den Regulierungsbehörden zusammen, um die Lufttüchtigkeitszertifizierung durch echte Militärflugzeugplattformen zu fördern und berücksichtigt dabei die Integration bestehender Flotten, um es schnell im kommerziellen Frachtbereich umzusetzen.

Aus Sicht der Industrie verlagert sich die Aussicht, dass große Frachtflugzeuge einen hohen Automatisierungsgrad oder sogar einen völlig unbemannten Betrieb erreichen, mit der Weiterentwicklung autonomer Flugsysteme sowohl auf technischer als auch auf regulatorischer Ebene allmählich von der Konzepterkundung zur Projektumsetzung. In der Branche wird allgemein davon ausgegangen, dass die von Merlin vertretenen Lösungen aufgrund der Überlagerung mehrerer Faktoren wie begrenzter Pilotenressourcen, zunehmender Frachtnachfrage und anhaltender Fortschritte bei der Rechenleistung und Sensortechnologie das zukünftige Betriebsmodell der Frachtluftfahrt neu gestalten können.