Von Redaktion, Foto: Ideogram / Robert Mucha

Professorin Alena Otto vom TUM Campus simuliert den Drohneneinsatz nach Naturkatastrophen – und findet die beste Balance zwischen Tempo und Zuverlässigkeit

Drohnen töten. Das ist die eine Wahrheit, die aus den aktuellen Kriegsgebieten zu uns dringt. Drohnen retten Leben. Das ist die andere Wahrheit, die Alena Otto erforscht. Die Professorin für Operation & Technology am TUM Campus Heilbronn hat mit ihrem Team untersucht, wie Drohnen bei Naturkatastrophen optimal eingesetzt werden können. „Wenige Minuten können hierbei über Leben und Tod entscheiden“, heißt es in der Mitteilung der TUM.

Das Setting ihrer Forschung: Trockenphasen, Starkregen, Stürme. Straßen blockiert, Wege unpassierbar. Hilfslieferungen per Lastwagen kommen zu spät oder gar nicht durch. Was tun?

Otto und ihr Team griffen zu einem klassischen Problem der Logistik: dem „Traveling Salesman Problem with Drone Integration“ (TSP-DI). Das „Problem des Handlungsreisenden“ – jede Station nur einmal anfahren, dabei effektiv, schnell und günstig sein. Normalerweise wird diese Methode laut TUM-Mitteilung „beim Design von Mikrochips angewendet“. Otto wandte sie auf Krisengebiete an.

Drei Szenarien im Test

Die Forscherin simulierte drei Varianten:

Variante eins, die optimistische: Lkw und Drohne starten sofort, „in der Hoffnung, dass alle Wege frei sind“, wie es in der Mitteilung heißt. Stoßen sie auf Hindernisse, wird spontan umdisponiert.

Variante zwei, die konservative: Nur Drohnen liefern. Sie kommen sicher ans Ziel, haben aber „begrenzte Kapazitäten für Lebensmittel oder Arznei“.

Variante drei, die strategische: Die Drohne fliegt voraus als Späher, erkundet die ideale Route, dann erst startet der Lkw.

Das Ergebnis überrascht nicht wirklich, ist aber wissenschaftlich belegt: Variante drei funktioniert am besten. „Mit der dritten Variante wurde das beste Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit erzielt“, fasst die TUM-Mitteilung zusammen. Der zusätzliche Zeitaufwand am Anfang gleiche sich durch die Wahl des optimalen Weges wieder aus.

Die praktische Relevanz

„Die Simulation zeigt, dass sich die Vorarbeit am Ende auszahlt und bietet wichtigen Input für Hilfsorganisationen, die in Krisenregionen im Einsatz sind“, heißt es in der Mitteilung. „Hybride Strategien scheinen in diesem Fall Trumpf zu sein.“

Das renommierte IISE-Journal (Institute of Industrial and Systems Engineers) hat die Forschungsergebnisse in seiner September-Ausgabe hervorgehoben. Am Paper „On delivery policies for a truck-and-drone tandem in disaster relief“ arbeiteten neben Otto auch Bruce Golden, Catherine Lorenz, Yuchen Luo, Erwin Pesch und Luis Aurelio Rocha mit.

Die Forschung aus Heilbronn zeigt: Drohnen können mehr sein als Kriegsgerät. In der richtigen Kombination mit traditioneller Logistik werden sie zu Lebensrettern. Nicht als Allheilmittel, sondern als kluger Teil eines hybriden Systems. Die Drohne als Pfadfinder, der Lkw als Lastenesel – gemeinsam schneller zum Ziel. Es ist diese Art von Forschung, die zeigt, was Technologie kann, wenn sie dem Leben dient statt dem Tod.