Einen Zeitvorteil generieren

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Christopher Munschauer, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Rettungsingenieurwesen und Gefahrenabwehr der TH Köln, stellte auf der Interschutz einen ersten Prototypen des Drohnensystems aus dem Projekt Guardian vor. (Foto: BS/Klawon)

Einsatzkräfte entlasten und einen Zeitvorteil gewinnen – das ist Ziel von Christopher Munschauer, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Rettungsingenieurwesen und Gefahrenabwehr der TH Köln. Er und seine Kollegen entwickeln unter Leitung von Prof. Dr. Ompe Aimé Mudimu im Projekt Guardian ein drohnenbasiertes Rettungssystem. Im Interview erklärt er, was aus dem Projekt folgen wird und wo Grenzen bei der Entwicklung liegen. Die Fragen stellte Bennet Klawon.

Behörden Spiegel: Was verbirgt sich hinter Guardian?

Christopher Munschauer: Grundsätzlich ist Guardian eine teilautonome Drohne zum Retten von Ertrinkenden, die mittels App alarmiert wird. Vereinfacht gesagt soll die Drohne nach der Alarmierung automatisiert starten und ein Rettungsmittel abwerfen können, um der Person bis zum Eintreffen der Rettungskräfte zu helfen. Die Gesamtidee besteht natürlich nicht nur aus einer Drohne, sondern auch aus dem Hangar, der es ermöglicht, die Drohne direkt in der Nähe der Einsatzstelle vorzuhalten und zu starten. Dadurch wird die Einsatzzeit massiv verkürzt. Die Motivation dabei ist, dass es momentan nur Drohnen gibt, die von Einsatzkräften mitgeführt und gestartet werden müssen.

Wenn die Einsatzkräfte erst zum Einsatzort fahren, dann die Drohne starten und die Rettungsmaßnahmen einführen müssen, brauchen diese mehr als zwei Minuten. Wenn man diesen Kreislauf durchbrechen will, geht das entweder dadurch, dass man einen Rettungsschwimmer vor Ort hat – dies wäre die beste Lösung, jedoch werden wir nicht überall Rettungsschwimmer haben – oder man hält eine Drohne vor, um die Zeit zwischen Alarmierung und Einleitung der Rettungsmaßnahme zu verkürzen. Wenn das Ganze auch noch semiautonom funktioniert, brauche ich auch niemanden, der eine Fernsteuerung auspackt und die Drohne startklar macht, sondern die Drohne fliegt automatisiert aus dem Hangar zur Einsatzstelle. Diesen Zeitvorteil wollen wir generieren.

Behörden Spiegel: Was ist der momentane Stand des Projekts?

Munschauer: Wir haben letztes Jahr mit einem Workshop angefangen, bei dem wir erstmal die Anwenderbedürfnisse von Feuerwehr, DLRG und Wasserwacht abgefragt haben. Daraus haben wir erstmal ein Lastenheft generiert. Jedoch kam dann die Flut im Ahrtal dazwischen, bei der ich selbst im Einsatz war. Dadurch fehlten auch Einsatzkräfte, die wir noch befragen wollten. Die Corona-Pandemie hat die Entwicklung weiter verzögert. Diese Voraussetzung haben die Arbeit am Projekt etwas erschwert. Wir sind aber extrem motiviert.

Jetzt sind wir so weit, dass wir eine Drohne haben, die wir auf der Messe ausstellen können. Wir hoffen jetzt, dass wir in den kommenden Wochen erste Tests machen können, bei denen wir die Drohne im Realbetrieb über Gewässer steigen lassen können. Dazu haben wir einen Termin mit der Wasserschutzpolizei in Planung, bei dem wir erstmal die Grundfunktionen testen. Dabei soll auch die Sichtbarkeit der Drohne auf den Schiffsradaren überprüft werden.

Behörden Spiegel: Wie soll es dann mit dem Projekt weitergehen?

Munschauer: Ziel wird es sein, am Ende des Projektes die Hangar-Drohnen-Kombination fertigzustellen. Neben der Hardware wollen wir die Software so weit entwickeln, dass die Drohne autonom starten kann. Was in diesem Projekt wahrscheinlich nicht mehr abgeschlossen werden kann, ist die autonome Identifikation von Ertrinkenden. Das war aber auch nie vorgesehen. Dies wird auch auf absehbare Zeit nicht so leicht sein, dass man hierfür eine Software hat. Es gibt hier erste Ansätze in Schwimmbädern in Israel. Aber das in freien Gewässern umzusetzen, wird sehr schwierig sein. Deshalb wird die Drohne erstmal semiautonom bleiben. Die Identifikation, die Freigabe des Rettungsmittels und das Verhalten der Drohne nach dem Einsatz müssen weiterhin von einem Piloten übernommen werden.

Behörden Spiegel: Warum ist es schwierig, eine autonome Identifikation von Ertrinkenden zu programmieren?

Munschauer: Letztlich brauche ich einen Algorithmus, den ich anlernen kann. Dafür brauche ich Videos, die idealerweise aus der Drohnenperspektive aufgenommen wurden und bei denen Leute ertrinken. Das ist natürlich ethisch schwierig. Keine Ethikkommission würde das zulassen. Das nachzustellen ist fast unmöglich.

Auch ein Beyond-Visual-Line-of-Sight-Betrieb, also eine Betriebsart von Drohnen, bei der der Pilot keinen ununterbrochenen, direkten Sichtkontakt zur Drohne hat, würde eine gesonderte Genehmigung erfordern. Diese wäre aber für einen automatisierten Betrieb eine Voraussetzung. Die Genehmigung würde sehr viel Zeit in Anspruch nehmen. Wir wollen ja nicht erst in zehn Jahren ein Produkt auf den Markt bringen, sondern idealerweise nächstes Jahr anfangen. Die Algorithmen werden mit der Zeit besser und dann wird man diese übernehmen können. Da gibt es andere Forschungsinstitute, die da mehr Expertise haben.

Behörden Spiegel: Wie gestaltet sich die Genehmigung Ihrer Lösung? Ist diese einfacher bei einer teilautonomen Drohne?

Munschauer: Das ist unsere Hoffnung. Diese Voraussetzung hat die Arbeit am Projekt etwas erschwert. Wir haben aber gute Argumente. Aus unserer Forschungsarbeit haben wir ein hohes Risikobewusstsein und eine Risikoanalyse zu schreiben, ist unser täglich Brot. Die Risiken können wir dabei gut minimieren. Dabei müssen wir jetzt schauen, ob die Behörden das mittragen.

Behörden Spiegel: Was folgt aus dem Projekt?

Munschauer: Mittelfristig werden wir die Nickel Holding GmbH dabei unterstützen, einen zweiten Prototypen zu bauen und in die Praxisphase mit unserem Partner, der DLRG, gehen. Wir sind auch für weitere Gemeinden offen, die innovativ sind und das ausprobieren möchten. Zunächst werden wir an einen bewachten Badestrand beginnen und in einen Parallelbetrieb gehen. Dabei soll die Wirksamkeit des Systems überprüft werden.

Langfristig wollen wir das System erweitern. Aus der Sicht des Instituts muss früher oder später der Grundgedanke einer semiautonomen Drohnensteuerung im Katastrophenschutz übernommen werden. Im Prinzip möchte ich ja mein Personal durch diese Gerätschaften entlasten. Wenn ich aber einen Piloten, einen Einweiser, einen Techniker und einen Datenauswerter benötige, dann habe ich letztlich eine große Kapazität gebunden und erzeuge noch mehr Probleme, weil der Personalmangel auch im Katastrophenschutz immer größer wird. Deshalb ist ein semiautonomes System nicht nur für diesen Anwendungsfall interessant.

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