Hochmoderner Roboter zur besseren Unterstützung von Such- und Rettungseinsätzen bei Bedingungen mit geringer Sicht
Roboter sind immer wichtiger, um an Katastrophenorten Hilfe zu leisten. Die bislang zur Verfügung stehende Sensortechnik und die damit verbundenen kognitiven Ansätze können es jedoch nicht mit Situationen aufnehmen, in denen die Sicht aufgrund von Rausch, Staub oder Nebel beeinträchtigt ist. Dies schränkt den Nutzen von Robotern in solchen Szenarien erheblich ein. Das EU-finanzierte Projekt SmokeBot war „in erster Linie von Anwendungsanforderungen für Roboter getrieben, die in Gebieten mit eingeschränkter Sicht operieren“, sagt Projektkoordinator Prof. Achim Lilienthal. Das Projekt war auf zivile Roboter fokussiert, welche die Feuerwehr bei Such- und Rettungseinsätzen unterstützen, z. B. bei Einsätzen im Bereich der Katastrophennachsorge in Reaktion auf Tunnelbrände. „Das oberste Ziel war die Bereitstellung von Lösungen in Form von Hardware und Software für Umgebungen mit eingeschränkter Sicht.“ SmokeBot ging diese Herausforderung durch die Erstellung von Software- und Hardwarekomponenten an, die den Betrieb von Robotersystemen unter widrigen Bedingungen mit Rauch, Staub oder Nebel unterstützen. Das Projektteam erreichte dies durch eine Sensorfusion, bei der die Ausgabewerte der neuartigen 3D-Radarkamera, Stereo-Wärmebildkamera und Gassensoren des Roboters integriert, interpretiert und durch den Roboter genutzt werden. Sensortechnik für eine optimale Inspektion unter ungünstigen Bedingungen Konkret entwickelten die Forscher Gassensoren, die auf die Verwendung bei mobilen Robotern ausgelegt und auf die Detektion schädlicher Gase eingestellt sind, die in Katastrophensituationen vorhanden sein können. Dies hilft dabei, die Verteilung solcher Gefahren bewerten und Rettungskräfte warnen und schützen zu können. Die auch für Umgebungen mit geringer Sicht geeigneten Sensoren verbessern die kognitiven Fähigkeiten mobiler Roboter. Die Wissenschaftler erstellten unter anderem im Hinblick auf Konzepte für die Roboterortung in Szenarien mit geringer Sicht und für die Kartierung der Luftstrom- und Gasverteilung in Gegenwart unbekannter Gase einen Satz von Algorithmen. Es wurde eine Methode erarbeitet, mit der Roboter bereits bestehende Karten der Umgebung mit ihrer eigenen Wahrnehmung in Relation setzen können. Dies ermöglicht es Anwendern, vorzugeben, wohin der Roboter gehen sollte, auch wenn er zuvor noch nicht an diesem Ort gewesen ist. Teammitglieder integrierten die Projektergebnisse in einen Prototypen für einen kommerziellen Erkundungsroboter, der Notfalldienste bei schlechten Sichtverhältnissen unterstützen soll. Der Prototyp wurde erfolgreich in einer Feuerwache in Dortmund demonstriert. Das Risiko bei der Lebensrettung senken SmokeBot zeigte, dass Roboter bei Anwendung im zivilen Bereich unter Bedingungen mit geringer Sicht oder Toxizität, unter denen ansonsten menschliches Leben in Gefahr wäre, überaus nützlich sein können. „Die größte Auswirkung ist, dass dies in bestimmten Situationen den Einsatz von Robotern anstelle von menschlichen Einsatzkräften ermöglicht“, betont Prof. Lilienthal. „Es werden keine Arbeitsplätze vernichtet – wir bauten den Roboter, um Feuerwehrleuten zu helfen, nicht um sie zu ersetzen.“ Nun, da das Projekt zu Ende gegangen ist, wird die Sensortechnik zu neuen Produkten führen, die vermarktet werden sollen. Darüber hinaus wird die Software quelloffen zur Verfügung gestellt. „Durch die Verbesserung der Fähigkeiten von Robotern zur Unterstützung von Notfalldiensten und die Steigerung der Sicherheit von Rettungskräften und letztlich der Bürger, hat SmokeBot einen deutlichen Wandel in der Robotik eingeläutet“, lautet das Fazit von Prof. Lilienthal.
Schlüsselbegriffe
SmokeBot, Roboter, geringe Sicht, Suche und Rettung, Katastrophenorte, Gassensoren, Notrufdienste, Robotik
