Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Team für den Ernstfall

07.10.2011
Ob die Erde bebt oder ein Tsunami übers Land fegt – trotz aller Vorwarnsysteme kommen Naturkatastrophen häufig überraschend. Umso wichtiger ist es für die Rettungsmannschaften, die Situation schnell zu erfassen.

Im Übermorgen-Projekt SENEKA arbeiten Fraunhofer-Forscher daran, die von den Helfern benutzten verschiedenen Roboter und Sensorensysteme situationsabhängig zu vernetzen, um im Ernstfall schneller und effizienter nach Opfern und Überlebenden suchen zu können.

Die Erde bebt, Häuser stürzen ein, Stromnetze, Leitungen und Straßen sind zerstört. Eine Katastrophe kann viele Ursachen haben, aber die Folgen sind meist gleich: Chaos, Panik und engagierte, aber überforderte Helfer. Wer unter Trümmern begraben liegt, hofft auf schnelle Rettung, doch es dauert manchmal Stunden oder Tage, das Gebiet zu erschließen. Zudem kann die Arbeit für die Retter extrem gefährlich werden. Weil oft jede Minute über Menschenleben entscheidet, werden immer mehr robotergestützte Systeme eingesetzt, die die Suche beschleunigen sollen. Laut dem Weltroboterverband IFR wird die Wachstumsrate solcher Helfer bis 2013 auf 17 Prozent steigen. Doch die Erfahrungen der vergangenen Jahre zeigen auch, dass die Wirkung spezieller Roboter sehr gering bleibt, weil einzelne Geräte und Systeme im entscheidenden Moment oft nicht miteinander funktionieren.

In dem Projekt »Sensornetzwerk mit mobilen Robotern für das Katastrophenmanagement SENEKA« wollen Fraunhofer-Wissenschaftler aus unterschiedlichen Fachrichtungen dieses Problem lösen und ein System entwickeln, das beliebige Typen von Robotern und Sensoren effektiv vernetzt. Beteiligt sind die Fraunhofer-Institute für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB in Karlsruhe, Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart, Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS in Sankt Augustin, Integrierte Schaltungen IIS in Erlangen und Physikalische Messtechnik IPM in Freiburg. Außerdem stehen das THW und die Feuerwehren in Berlin und Mannheim als potenzielle Endabnehmer den Wissenschaftlern beratend zur Seite.

Ein Mosaik aus Informationen

Nach einer Katastrophe müssen sich die Rettungskräfte zuerst einen Überblick über das Gebiet verschaffen. Bestehende Karten und Daten sind nur bedingt hilfreich, wenn keine Gebäude mehr stehen und Straßen blockiert oder zerstört sind. Die Helfer müssen sich vollkommen neu orientieren und das geht nur mit Hilfe von technischem Equipment.

Schon in dieser Aufklärungsphase spielt die Vernetzung eine Rolle. »Bevor wir Menschen helfen können, müssen wir sie finden. Dafür setzen wir Bodeneinheiten, Luftroboter und weitere autonome Sensoren ein, die sich wie ein intelligenter Schwarm über ein weites Gebiet aufteilen und so in kurzer Zeit eine große Menge an relevanten Daten zusammentragen,« erklärt Projektkoordinator Helge-Björn Kuntze vom Fraunhofer IOSB. Dabei kommen sowohl Radar und Laserscanner zum Einsatz als auch optische Kameras. Speziell entwickelte Multi-Source-SLAM-Algorithmen sind in der Lage, aus diesen verschiedenen Datenquellen eine aktuelle 2D/3D-Kartenlandschaft zu erstellen. Sie kombinieren beispielsweise grob aufgelöste Bilder aus der Luft mit Nahaufnahmen der zerstörten Bereiche am Boden. Anhand dieser Bilder können die Rettungskräfte schneller Schadensquellen und gefährliche Bereiche erkennen und so die Situation besser einschätzen. Die Forscher entwickeln aber auch autonome Sensoren und Multisensorsonden, die nicht visuell arbeiten, sondern auf Gerüche oder Geräusche reagieren. Sie führen die Retter zum Beispiel schneller zu Verschütteten, die mit Klopfzeichen auf sich aufmerksam machen. Chemische Sensoren sind für die Sicherheit der Retter besonders wichtig, da sie Gase anzeigen.

Eine Frage der Koordination

Nachdem mögliche Opfer und Gefahrenquellen lokalisiert sind, folgt als zweiter Schritt die Einsatzplanung. Dafür wollen die Wissenschaftler ein Systemkonzept aufbauen, das eine dynamische Vernetzung aller Teammitglieder möglich macht. Sowohl Menschen als auch Roboter müssen koordiniert werden, damit zum Beispiel die richtigen Werkzeuge an den richtigen Einsatzort kommen. Und das je nach Bedarf, auch wenn die Umgebung sich verändert, zum Beispiel durch einstürzende Häuser oder Nachbeben. Trotzdem sollen die Roboter ihren Weg durch die Trümmer finden, möglichst ohne Kollisionen. »Die Vernetzung muss robust, aber gleichzeitig flexibel und dynamisch veränderbar sein. In Gefahrenzonen können sich die Umstände sehr schnell ändern,« beschreibt Helge-Björn Kuntze die hohen Anforderungen. Damit trotz extremer Bedingungen alle Einsatzkräfte in Verbindung stehen, entwickeln die Wissenschaftler eigene Protokolltechnologien, die konventionelle WLAN-Technik mit eigenen Standards kombiniert.

SENEKA will technologische Neuheiten schnell in die praktische Anwendung bringen. Roboter und Systeme sollen einfach zu bedienen und miteinander kombinierbar sein. In Katastrophenübungen der Feuerwehren wird das Netzwerk unter Realbedingungen erprobt. Die Forscher hoffen, dass die gute Zusammenarbeit von Mensch und Maschine es ermöglichen kann, in Zukunft mehr Menschenleben zu retten.

GeMo ist eines von sieben »Übermorgen-Projekten«. In diesen »Übermorgen-Projekten« arbeiten Wissenschaftler an Lösungen für drängende Fragen der Zukunft: http://www.fraunhofer.de/fraunhofer-forschungsthemen/uebermorgen-projekte.

Dr.-Ing. Helge-Björn Kuntze | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/fraunhofer-forschungsthemen/uebermorgen-projekte
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010-2011/22/Ein_Team_fuer_den_Ernstfall.jsp

Weitere Berichte zu: Ernstfall Feuerwehren IOSB Menschenleben Rettungskraft Roboter Sensor Vernetzung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf
20.04.2018 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

nachricht Bionik-Forschungsvorhaben untersucht mechanische Eigenschaften von Außenskeletten
26.03.2018 | Hochschule Bremen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics