Drohnenkriegsführung – Auterion arbeitet an offensiven und defensiven Schwarmfähigkeiten

Die Fähigkeit, in autonomen Schwärmen koordiniert zu agieren, gilt aktuell als der Heilige Gral der Drohnenkriegsführung. Viele Unternehmen sind auf der Suche danach. Manche vermelden sogar, dass sie ihn gefunden haben, was bis jetzt jedoch nicht zugetroffen hat.

Dies wird sich nach Aussage von Lorenz Meier, Co-Gründer und CEO des deutsch-amerikanischen Technologieunternehmens Auterion, jedoch sowohl für die offensive als auch die defensive Drohnenkriegsführung bald ändern. Im Gespräch mit hartpunkt erklärt der Auterion-Chef den aktuellen technologischen Stand der Drohnen-Schwarmfähigkeit und gibt einen Ausblick auf Meilensteine der Drohnenkriegsführung, die noch dieses Jahr erreicht werden sollen.

Unter Schwarmfähigkeit wird hier die Fähigkeit verstanden, dass mehrere Drohnen kooperativ eine Mission ausführen, sich dabei stetig gegenseitig austauschen und unterschiedliche Rollen für die Auftragserfüllung wahrnehmen. Wenn notwendig, dann sind sie zudem dazu befähigt, selbstständig Lösungen im Sinne des Auftrages für eine Problemstellung zu finden. Es geht also nicht um einen orchestrierten Einsatz, bei dem ein Pilot eine bestimmte Anzahl von Drohnen durch direkte oder indirekte Aufträge koordiniert, damit diese gemeinsam eine Mission ausführen.

Nach den Worten von Meier ist sein Unternehmen heute bereits in der Lage, Technologien zu liefern, die einen großen Anteil der beschriebenen Schwarmfähigkeit abbilden. Dies wurde kürzlich in den USA vorgeführt, wo ein von Auterion ausgestatteter Drohnenschwarm – bestehend aus einer Aufklärungsdrohne und mehreren Wirkdrohnen – durch US-Soldaten eingesetzt wurde und im scharfen Schuss mehrere Panzerziele gleichzeitig zerstörte.

Die Soldaten hatten dabei nur einen Einsatzraum sowie die dort aufgeklärten Ziele festgelegt. Der Drohnenschwarm war daraufhin in der Lage, die Ziele im Raum zu finden und dann autonom anzusteuern sowie mit den im Schwarm verfügbaren Mitteln koordiniert zu bekämpfen. Diese Fähigkeit will Auterion nach Aussage von Meier in diesem Jahr weiter ausbauen und im Rahmen von Live-Vorführungen demonstrieren.

Demonstration weiterer Schwarmfähigkeiten

Es sei kurzfristig geplant, die Zielmenge „auf vielleicht acht Ziele oder mehr zu erhöhen und diese dann im scharfen Schuss zu bekämpfen“, sagt der Auterion-CEO.

Im Verlauf des Jahres will das Unternehmen dann die Fähigkeit zur Automatic Target Recognition nachweisen, die es dem Schwarm erlauben soll, Ziele in einem vorgegebenen Raum selbstständig aufzuklären und zur Bekämpfung vorzuschlagen, so dass der für den Schwarm zuständige Soldat nur noch zustimmen muss, bevor der weitere autonome Bekämpfungsvorgang eingeleitet wird.

„Irgendwann Ende des Jahres oder vielleicht auch Anfang des nächsten, wollen wir dann die volle Fähigkeit zur ,Killbox‘ nachweisen. Dann sagt man nur noch: ,Mein Aufklärungsmittel hat innerhalb dieses Quadratkilometers feindliche Kräfte festgestellt. Wir sind relativ sicher, dass da weder Zivilisten noch eigene Kräfte sind und wir wollen das jetzt angreifen‘“, sagte Meier. Die Bekämpfung könne dann der Schwarm übernehmen, ohne dass der Mensch eingreifen müsse.

Ein solcher Schwarm, der aus mehreren, teilweise auch unterschiedlichen Drohnenarten für Aufklärung, Bekämpfung oder Kommunikation besteht, hätte nicht nur die Fähigkeit, Ziele autonom aufzuklären und zu bekämpfen. Er könnte auch Ziele priorisieren und zuerst jene auszuschalten, die höherrangig sind oder für die Auftragserfüllung besonders wichtig sind – eine Fähigkeit, die bereits nachgewiesen wurde. Bei der Zerstörung eines Luftverteidigungssystems wäre es beispielsweise sinnvoll, erst das Radar als Hochwert-Ziel auszuschalten, bevor der Angriff auf die Raketenstarter erfolgt.

Die Drohnen seien zudem in der Lage, während eines Angriffs laufend miteinander und nicht nur mit der Bodenstation zu kommunizieren, beschreibt der Auterion-Gründer eine weitere Fähigkeit. „Die komplette Software läuft auf den Drohnen“, führt Meier aus.

In einer der nächsten Demonstrationen will er zudem zeigen, wie der Schwarm mit Bedrohungen umgeht, wenn Ziele im scharfen Einsatz angegriffen werden, die durch ein Luftverteidigungssystem geschützt sind. Meier sieht in einer solchen Demonstration die Herausforderung eher in der Logistik als in der Technik. Der Schwarm ist seiner Ansicht nach bereits heute technisch in der Lage, Schwächen in der Verteidigung auszukundschaften und diese zu umgehen oder „einfach“ zu überlasten.

Um sich selbst vor Abwehrmaßnahmen zu schützen oder die Abwehrsysteme zu verwirren, greift ein Schwarm im Raum gestaffelt an. Die einzelnen Drohnen würden dann „100 m, 50 m oder 5 m Abstand zueinander aufweisen“. Die Funkkommunikation zwischen den Drohnen funktioniert nach Aussage von Meier auf diese Distanzen auch bei Jamming. Bleibt der „Herzschlag“ – ein regelmäßiges Funksignal – einer Drohne aus, priorisiere der Schwarm dann um und führe den Angriff trotzdem weiter aus.

„Ich glaube, nach heutigem Stand haben wir diese Technik. Wir werden sehen zeigen, was die aktuellen Flugabwehrsysteme denn nun wirklich können“, so Meier. „Ich befürchte, es wird ernüchternder, als so mancher denkt. Drohnen sind halt sehr kleine Ziele und wir können sie in der Formation variieren und sehr nah am Boden fliegen. Das sind alles Dinge, die sehr unangenehm sind für ein Flugabwehrsystem.“

Die Fähigkeit zum KI-gestützten Endzielanflug sieht Meier mit der jüngst erfolgten Demonstration in den USA als nachgewiesen. Diese erfolgte im scharfen Schuss, unter Gefechtsbedingungen. „Wir treffen das Ziel mit panzerbrechenden Sprengmitteln, nicht mit Pyrotechnik“, so der CEO. Er geht davon aus, dass nun entsprechende Zertifizierungen folgen werden, um solche Fähigkeiten bald in den Einsatz zu bringen.

Auterions Rolle in der Drohnenkriegsführung

Sein Unternehmen selbst sieht der Auterion-Gründer dabei nicht als Drohnenhersteller, sondern als Technologielieferant, obwohl eigene Drohnendesigns entwickelt wurden, die bei der Vorführung der US-Streitkräfte zum Einsatz kamen.

Meier verweist darauf, dass das Design dieser Drohne „bereits an mehrere amerikanische und deutsche Unternehmen abgegeben wurde, die das jetzt in die Herstellung nehmen“. Er vergleicht die Strategie hinter dem Ansatz mit Googles Pixel-Telefon, „das ja als Referenzdesign für Android-Geräte gilt. Aber das ist auch immer ein Technologietransfer von Google zu den Android-Herstellern, wo man aus Google-Sicht – und das ist bei uns genauso – dafür sorgt, dass die Partnerhersteller immer kompetitiv bleiben mit den über Risikokapital gut finanzierten Spielern auf dem Markt. Indem wir diese fortlaufend mit der Technologie beliefern, die Sie brauchen, können sie kompetitiv bleiben. Damit sorgen wir auch dafür, dass unser gesamtes Ökosystem wettbewerbsfähig bleibt.“

Bei der Produktion und Skalierung der Drohnenschwärme setzt Auterion auf lokale Hersteller mit lokalen Lieferketten. „Wir haben jetzt Aufträge aus den Niederlanden, da ist ein niederländischer Automobilhersteller involviert. Wir haben Aufträge aus Deutschland. Da sind deutsche Hersteller involviert, in der Ukraine ukrainische, in Amerika amerikanische. Und damit können wir Vertrauen schaffen bei den vielen verschiedenen Regierungen, an die wir verkaufen. Weil sie sicher sein können, dass sie immer die Hoheit über ihre Lieferkette haben“, beschreibt Meier sein Vorgehen.

Damit lassen sich seiner Ansicht nach auch die aktuellen geopolitischen Spannungen meistern. „Für uns als Softwareunternehmen ist es sehr einfach. Wir können nämlich auch die Software einfach national hinterlegen. Man kann ja Fabriken nicht teilen, Software aber eben schon.“ In Kombination mit den lokalen Lieferketten ist die Souveränität und Lieferfähigkeit auf diese Weise für alle Kunden gewahrt.

Kerntechnologien für den Schwarm

Einen Schwarm zu bauen und einzusetzen, ist jedoch nur ein Teil der Rechnung, wenn man im Gefecht mit einem gleichwertig ausgerüsteten und kämpfenden Gegner dauerhaft bestehen möchte. Meier ist überzeugt, dass die Fähigkeit, „die Schwarmanwendung auf allen Drohnen gleichzeitig und in kurzer Frist zu aktualisieren“, die „allerwichtigste“ sei. Aufgrund der rasanten Weiterentwicklung der Kriegsführung ist es seiner Einschätzung nach unmöglich, dass Industriestandards für Schwarmverhalten – bspw. Anflugvektoren und Formationen – geschaffen werden können. „Weil einfach noch keiner weiß, was wir in vier Monaten auf dem Schlachtfeld in der Ukraine an Gegenmaßnahmen erkennen werden.“

Daher ist es seiner Meinung nach sehr gefährlich anzunehmen, dass es keinen Lernbedarf mehr gibt, und sollte die Bundeswehr dann möglicherweise selbst im Kampf stehen, dann kein Lernen mehr stattfindet.

Deswegen ist seiner Ausführung nach die schnelle Anpassungsfähigkeit des Schwarms eine Kernfähigkeit, damit im Kampf gewonnene Erkenntnisse, etwa über Schwächen oder Stärken von Abwehrsystemen, schnell in der ganzen Drohnenflotte verbreitet werden können.

Um dies zu erreichen, bedarf es nach Meiers Überzeugung eines gemeinsamen Betriebssystems. Andernfalls sieht er die Gefahr, dass die Anpassungsentwicklung von Schwärmen nicht schnell genug erfolgen kann, da es unmöglich sein werde, im Kampfeinsatz „zehn Hersteller oder auch nur drei“ dazu zu bringen, bei der Entwicklung im Gleichschritt mitzuziehen.

Weitere wichtige Fähigkeiten sieht er in der Drohne-zu-Drohne-Kommunikation, die laufend stattfinden müsse, und der Bildverarbeitung, damit Ziele auch ohne GPS bekämpft werden können.

Für den Erfolg der schwarmbasierten Drohnenkriegsführung ist nach Ansicht des Auterion-CEO die Fähigkeit zur Kooperation und zum Erfahrungsaustausch sehr wichtig.

Wenn jeder Hersteller einzelne Aspekte der Kriegsführung besonders gut lerne und dieses Wissen dann für sich behalte, folge daraus ein Ökosystem von Anbietern, die Wissensvorsprünge in Teilen der Drohnenkriegsführung haben, bei anderen Aspekten jedoch Lücken aufweisen.

„Wir treten aber gegen Gegner an, die zentralisiert entwickeln. Deswegen ist es wichtig, dass Informationen geteilt werden und es einen gemeinsamen Nenner gibt“, fordert Meier. Der Wettbewerb könne dann über die Lösung stattfinden und nicht über die genaue Kenntnis des Problems, beispielsweise im Wettbewerb der Schwarm-Algorithmen. So würden seiner Einschätzung nach Marktdynamiken entstehen. „Ich glaube, das ist unser Vorteil gegenüber unseren ,Near Peer Adversaries‘“.

Wie dies in der Praxis aussehen könnte, erklärt der CEO wie folgt: „Wenn Sie verschiedene Apps auf die komplette Flotte ausrollen können, dann können Sie auch zwei Algorithmen laufend gegeneinander antreten lassen, auch von zwei unterschiedlichen Unternehmen. Und wer weiß, vielleicht entwickelt sich dann eine App, die besser gegen Flugabwehrsysteme agiert und eine andere besser gegen Bodenziele.“

Entwicklung des Schwarms

Neben der technologischen Entwicklung, die für die Entwicklung der Schwarmfähigkeiten notwendig ist, geht der Auterion-CEO auch von der Weiterentwicklung der einzelnen Rollen aus, die die Drohnen im Schwarm wahrnehmen werden. Neben der klassischen Rolle der Aufklärungsdrohne mit starker Sensorik und unterschiedlichen Wirkdrohnen dürften nach seiner Einschätzung zukünftig auch spezielle Opferdrohnen entwickelt werden, die feindliche Abwehrsysteme kostengünstiger ausspähen, verwirren oder übersättigen sollen, um den Weg für Wirkdrohnen freizumachen.

Meier geht jedoch davon aus, dass es sich dabei um einen iterativen Prozess handeln wird. „Ich bin ein Freund davon, etwas erst zu beweisen und im Anschluss zu iterieren“, beschreibt er seinen Ansatz für die Rollenentwicklung im Schwarm. Konkret heißt dies, dass die „Opferrolle“ zuerst durch die Wirkdrohne wahrgenommen wird. Mit der Zeit und gesammelter Erfahrung, wird es sinnvoll sein, die Opferdrohne weiterzuentwickeln.

In einem ersten Schritt könnte die Wirkladung weggelassen werden, um so Kosten zu sparen, bevor in einem Folgeschritt spezielle Drohnendesigns für die Opferrolle entwickelt werden, die noch günstiger in der Herstellung sind. Taktik und Technik müssen sich hier gegenseitig befruchten.

Wirkt beispielsweise keine Flugabwehr in einem spezifischen Sektor, sind dort auch keine Opferdrohnen erforderlich, während für andere Gefechtsabschnitte mit starker Flugabwehr mehr Opferdrohnen benötigt werden.

Das könnte zu Schwärmen führen, die aus 40 bis 60 Prozent Opferdrohnen bestehen. Für Aufklärungsdrohnen sieht der Auterion-CEO derzeit einen Bedarf von 20 bis 30 Prozent. „Wirkmittel sind tendenziell auch in der Lage, minimale Aufklärung zu betreibe. Also besser als nichts, aber man bekommt ein deutlich besseres Lagebild, wenn man auf 1.000 Metern noch eine Aufklärungsdrohne hat“, so Meier. Ein fiktiver Schwarm mit zehn Drohnen, würde sich dann aus zwei bis drei Aufklärungsdrohen, vier bis sechs günstigen Opferdrohnen sowie ein bis vier Wirkdrohnen zusammensetzen.

Ähnliche Abläufe sieht er auch bei der Spezialisierung von Schwärmen. „Unser Ziel ist es, einen Typ einzusetzen auf kurze Reichweite, einen Typ auf mittlere Reichweite, der dann natürlich Flügeldrohnen nutzt“, erklärt Meier. Wobei er den Einsatz von Drohnenschwärmen komplementär zur Nutzung von klassischen Waffensystemen betrachtet. Als ein Kriegsmittel, dass klassische Waffensysteme gänzlich obsolet machen würde, sieht er die Drohnenschwärme nicht. Der Auterion-CEO geht von einer zukünftigen Balance zwischen Drohnen und klassischen Wirkmitteln aus, die bei rund 50 zu 50 Prozent liegt, ähnlich wie es derzeit in der Ukraine zu beobachten ist. Dort halten sich die Anzahl der eingesetzten Artilleriegranaten und Wirkdrohnen zahlenmäßig etwa die Waage. Eine Drohne kann Meier zufolge Ziele günstiger bekämpfen, die Artilleriegranate dafür deutlich schneller.

Schlussendlich sieht der Auterion-CEO die Rolle des Drohnenschwarms nicht nur als offensives Wirkmittel. Ähnlich wie in der Kampffliegerei, wo sich mit der Zeit unterschiedliche Rollen und Fähigkeiten ausgebildet haben, werden sich auch Drohnenschwarmtechnologien ausdifferenzieren. So ist Auterion laut seiner Aussage aktuell in Zusammenarbeit mit einem großen deutschen Hersteller dabei, schwarmbasierte Luftverteidigungsfähigkeiten zu bauen.

„Unsere Systeme sind prinzipiell so ausgelegt, dass sie immer in der Lage sind, langsam fliegende Luftziele, das heißt Drohnen und Hubschrauber zu bekämpfen. Und das haben wir bereits in Übungen gezeigt. Jedoch noch nicht im scharfen Schuss. Aber das ist so präzise, dass wir sogar in der Lage sind, mit einem Direct-Kill-Ansatz auch eine DJI Mavic aus der Luft zu holen.“ Den aktuellen Entwicklungsstand von defensiven Schwarmfähigkeiten sieht er auf dem Technology Readiness Level 7 bzw. 8. Damit dürfte der „Abwehrschwarm“ kurz vor dem Nachweis der Funktionstüchtigkeit des qualifizierten Systems stehen.

In Übungen wurde diese Fähigkeit bereits gezeigt. Die Heranführung des Drohnenschwarms an die Ziele, bevor die Drohnenkamera für den Zielanflug übernimmt, erfolgt dabei mittels Radar. Die Integrationsarbeiten dafür seien bereits gelaufen, so Meier.

Waldemar Geiger