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 Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt
25.05.2018 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Nanopartikel aus Kläranlagen - vorläufige Entwarnung
02.05.2018 | Universität Siegen

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: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

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

Neuer Abwehrmechanismus gegen Sauerstoffradikale entdeckt

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Umwandlung von nicht-neuronalen Zellen in Nervenzellen

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Im Fußballfieber: Rittal Cup verspricht Spannung und Spaß

18.06.2018 | Unternehmensmeldung

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