Schwarmtechnologien

Schwarmintelligenz für Landwirtschaft, Sicherheit und Infrastruktur

Ob in der Präzisionslandwirtschaft, bei der Unterstützung ziviler Sicherheitskräfte oder im Monitoring kritischer Infrastrukturen – automatisierte Systeme übernehmen zunehmend komplexe Aufgaben. Damit sie effizient und flexibel agieren können, entwickeln wir neue Konzepte, die auf Prinzipien der Schwarmintelligenz basieren. Anstatt auf einzelne Roboter zu setzen, nutzen diese Systeme die Stärke verteilter Intelligenz: zahlreiche Einheiten agieren parallel, erfüllen Aufgaben gemeinsam und reagieren dynamisch auf Veränderungen. Das sorgt für Skalierbarkeit, Ausfallsicherheit und hohe Anpassungsfähigkeit – auch in anspruchsvollen Umgebungen.

Ein zentrales Element der aktuellen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten ist der Aufbau einer leistungsfähigen Infrastruktur für kooperierende Quadkopter. Diese Plattform lässt sich flexibel auf unterschiedliche Nutzungsszenarien zuschneiden – von der zielgenauen Pflanzenüberwachung über Lageerkennung bei Rettungseinsätzen bis hin Inspektion von Stromtrassen, Verkehrswegen oder Wasseranlagen. Zudem wird die Infrastruktur explizit auf die Herausforderungen von Outdoor-Missionen in Form von wetterrobuster Datenverarbeitung vorbereitet.

Die Systeme sind darauf ausgelegt, vollständig autonom zu operieren: Navigation, Koordination und Datenauswertung können ohne direkte Eingriffe erfolgen. Gleichzeitig bleibt der Mensch eingebunden – über intuitive Schnittstellen, die eine übergeordnete Überwachung ermöglichen oder bei Bedarf zielgerichtete Anpassungen erlauben. Durch die Kombination aus Autonomie und Kontrollierbarkeit entsteht ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Effizienz, Sicherheit und Praxistauglichkeit in realen Umgebungen.

Unser Angebot

Anwendungen für Schwarmsysteme

 

Entwicklung anwendungsspezifischer Lösungen für unterschiedliche Einsatzgebiete:

  • Inspektion und Bewirtschaftung von Feldern
  • Überwachung von Großveranstaltungen, Katastrophengebieten und Industrieflächen
  • Infrastrukturinspektion von Brücken und Windkraftanlagen

Softwarelösungen

  • Software-in-the-Loop Entwicklung
  • Schwarmframework
    • Lokalisierung, Kartierung, Datenfusion und Objekterkennung 
    • ROS2-basierte Kommunikation zwischen Robotern

Simulation

  • Verhaltens- und Physik-optimierte Simulation und Erprobung von Quadkoptermodulen und -systemen
  • Mixed-Reality-Simulationen

Sensorverarbeitung

Entwicklung und Anpassung von wetterrobusten Sensorverarbeitungsroutinen

Equipment und Labore

  • Schwarmrobtiklabor für Indoor-Experimente
  • Quadkopterschwarm aus verschiedenen anpassbaren Quadkoptern (Custom und DJI)
  • Testoval für Outdoor-Experimente

Projekte und Referenzen

Fraunhofer Attract

INNOSWARM

  • Modulares Softwareframework für Schwarmroboter
  • Einsatz in Landwirtschaft, Sicherheit und Infrastruktur
  • Integration bewährter Technologien des Fraunhofer IVI (Feldschwarm®, HORUS®, helyOS®)
  • Effizienz, Skalierbarkeit und Kostenvorteile für industrielle Anwendungen