Wie Drohnen und Roboter die Feuerwehr unterstützen können

Mehr als 200 Feuerwehrleute kämpften im Jahr 2020 in der Gemeinde Eisenkappel-Vellach tagelang gegen die Flammen. Als dann „Brand-Aus“ verkündet wurde, mussten die Einsatzkräfte einen Rückschlag hinnehmen. Denn schon am nächsten Tag brannte es an einer anderen Stelle weiter. Dieser Waldbrand in Kärnten entfachte die Motivation, ein System zu entwickeln, das Einsatzkräfte in Zukunft nicht nur unterstützen, sondern auch schützen soll. 

Fünf Jahre danach ist das Projekt „KI-Sec-Assist“, das von Joanneum Research geleitet wurde, abgeschlossen. Sollte es heute zu einem Brand in Österreich kommen, könnten Drohnen und Roboter helfen, die Brände einzudämmen. Zumindest theoretisch, denn in der Praxis gilt es noch ein paar Hürden zu überwinden.

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Brände früh erkennen 

Das von der Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) geförderte Programm „KI-Sec-Assist“ umfasst Drohnen und Bodenroboter. „Mit den Drohnen haben wir die Möglichkeit, sehr schnell neue Brandherde zu erkennen. So können Einsatzteams gezielt dorthin geschickt werden, wo eine Brandbekämpfung notwendig ist, und die Situation kontinuierlich überwachen“, sagt Alexander Almer von Joanneum Research. Gerade dieses permanente Monitoring sei wichtig. Denn: „Je früher der Brand bekämpft wird, desto erfolgreicher ist die Löschstrategie“, erklärt Almer.

Bei dem Brand in Kärnten wurden damals Feuerwehrleute zur Brandwache eingesetzt. Durch die topographische Situation wurden aber Feuerstellen über Nacht wieder neu entfacht und erst am Morgen entdeckt. Die Drohne fliegt in so einer Situation mindestens jede halbe Stunde über das Gebiet und kann auch in der Nacht Feuerstellen detektieren, wodurch eine schnelle und gezielte Brandbekämpfung ermöglicht wird. 

Die unbemannten Bodenroboter hingegen können Geräte, aber auch Wasser zur Brandstelle bringen und in Zukunft vielleicht sogar Personen bergen. Ziel des Forschungsprojekts war zu zeigen, dass das System Einsatzkräfte unterstützen kann. Das wurde anhand von Feldtests in Kooperation mit der Berufsfeuerwehr Graz demonstriert.   

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Technik gegen Flammen

Damit das möglich ist, sind die Drohnen mit einem optischen Sensor ausgestattet, der ein detailliertes Orthofoto, also eine verzerrungsfreie und maßstabsgetreue Abbildung der Erdoberfläche, liefert. Thermische Sensoren liefern darüber hinaus ein Wärmebild. 

Durch ein GPS-System werden auch die  Koordinaten erfasst.  Die Bodenroboter sind mit 2 Laserscannern ausgestattet, die die Umgebung dreidimensional erfassen. Zusätzlich sind ebenfalls ein optischer und ein thermischer Sensor verbaut, sodass die Roboter Glutnester und Wärmequellen erkennen. Alle gesammelten Informationen werden dann mit minimaler Verzögerung an Einsatzzentralen weitergeleitet.

Hürden und Hindernisse

Ziel des Forschungsprojekts war, zu demonstrieren, dass das System unterstützen kann. Das sei auch gelungen. Noch gibt es aber einige Hürden zu überwinden. Der Roboter kann derzeit Wege nur befahren, wenn sie bekannt sind und es keine größeren Hindernisse gibt. „Dafür muss man den Weg mit dem Roboter wie mit einem Hund abgehen“, sagt Almer. 

In Bezug auf die Drohen gibt es noch rechtliche Hürden. „Die erlaubte Flughöhe als auch die Steuerung der Drohnen auf Sichtweite sind hier noch wesentliche Limitierungen. Zudem müssen Genehmigungen für die Lufträume der Drohneneinsätze in Katastrophensituationen deutlich schneller erteilt werden können“, erklärt Almer. 

Aktuell müsse man noch Tagelang auf eine Fluggenehmigung warten, weil der Luftraum im unteren Bereich nicht gut genug überwacht ist. Laut Almer entwickeln sich die Regularien in diesem Bereich sowohl auf europäischer als nationaler Ebene weiter.

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Der Mensch und KI 

„Zu viel Autonomie will niemand“, betont Almer. Deshalb ist das System so gestaltet, dass ein Mensch immer eingreifen und die Kontrolle übernehmen kann. „Es geht nicht darum, dass Maschinen Menschen ersetzen, sondern dass sie gemeinsam effizienter arbeiten und Einsatzstrategien gezielt unterstützen“, betont Almer. 

Künstliche Intelligenz könne zwar unterstützen. „Wir können viele Situationen aber nicht KI-basiert lösen, weil die Referenzdatenmenge bei diesen speziellen Aufgaben im Rahmen des Forschungsprojekts viel zu klein war“, erklärt Almer. Der gesamte Ansatz wird in Forschungsprojekten weiterentwickelt. Allein die Drohnen könnten aber eine deutliche Entlastung bringen.