Gefährliche Substanzen erschnüffeln

Hunderte von Menschen drängen sich am Flughafen durch den langen Korridor zwischen Terminal A und B. Unter die Menge haben sich zwei Terroristen gemischt. In ihren Jackentaschen tragen sie kleine Behälter mit Chemikalien – Einzelkomponenten für einen Sprengstoff.

Um die Sicherheit der Fluggäste zu gewähren, wird der Besucherstrom nicht nur von Kameras beobachtet, sondern auch von Sensoren beschnüffelt. Die chemischen Nasen sind in der Korridorwand versteckt. Trägt jemand Sprengstoff daran vorbei, schlägt der Geruchssensor Alarm. Ein Wachtposten sieht die Warnung auf einem Überwachungsschirm. Zum jetzigen Zeitpunkt kann er zwar noch nicht bestimmen, welche der Personen gefährliche Chemikalien bei sich haben. Doch das Sensornetzwerk »schnüffelt« den Verdächtigen hinterher.

Dieses Szenario haben Forscher vom Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE in Wachtberg mit Hilfe eines Prototyps nachgestellt. HAMLeT nennen die Wissenschaftler das Sicherheitsassistenzsystem, kurz für »Hazardous Material Localization and Person Tracking«. »HAMLeT soll das Sicherheitspersonal auf Verdächtige aufmerksam machen«, sagt Dr. Wolfgang Koch, Abteilungsleiter am FKIE. Ein Netzwerk aus hochempfindlichen Geruchssensoren verfolgt die Spur des Sprengstoffs: Auf den Chips der Sensoren befinden sich zum Beispiel Schwingquarze. Diese elektronischen Nasen fangen chemische Moleküle ein und verändern dabei ihre Schwingfrequenz – für jede Substanz in einer charakteristischen Art und Weise.

Eine weitere Komponente, die Sensordatenfusion, sorgt dafür, dass die Spur des Sprengstoffs mit der richtigen Person in Verbindung gebracht wird. Deshalb ist ein zweites Sensornetzwerk notwendig, das den Weg der Personen nachvollzieht. Dafür verwenden die Forscher Laserscanner, die ermitteln, wann und wo sich eine Person aufhält. »Die eigentliche Leistung von HAMLeT besteht darin, sämtliche Daten zusammenzuführen und zu einem genauen Lagebild zu verarbeiten«, erklärt Koch. Hinter dieser Sensordatenfusion stecken komplexe Algorithmen. Mit ihrer Hilfe liefert HAMLeT ein genaues Abbild der Personenströme und ordnet gefährliche Stoffe den Personen zu.

Mittlerweile ist es den Forschern am FKIE bereits gelungen, bei einem Bundeswehrversuch fünf »Terroristen« mit verstecktem Sprengstoff zu entlarven. Derzeit arbeiten die Wissenschaftler daran, die Algorithmen des Prototyps zu verfeinern und die Fehlalarm-Rate zu senken.