Leibniz Universität

Mobile Roboter für Unglückssituationen

Wissenschaftler der Leibniz Universität sind an der Entwicklung eines mobilen Roboter beteiligt, der auch unter widrigen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden kann.

Kleines Kettenfahrzeug fährt aus einer Tür, aus der Rauch kommt. — Der "SmokeBot" ist ein mobiler Roboter mit Kameras, Sensoren und Radar, der entwickelt wird, um z. B. von der Feuerwehr in Szenarien mit schlechten Sichtverhältnissen eingesetzt zu werden.

Unglücksszenarien in unübersichtlichen Umgebungen, zum Beispiel Tunnelkatastrophen mit dichtem Rauch und starker Hitzeentwicklung, stellen Feuerwehr und Rettungskräfte vor große Herausforderungen. Wenn es für den Menschen zu gefährlich wird, werden immer häufiger mobile Roboter eingesetzt. Ein bekanntes Beispiel für einen Robotereinsatz ist die Erkundung des Atomkraftwerks Fukushima nach der dortigen Katastrophe im Jahr 2011. Die derzeitigen Roboter kommen jedoch unter rauen Umgebungsbedingungen an ihre Grenzen. Kameras und Laserscanner liefern etwa bei Rauch, Staub, Nebel, Regen oder Schnee oft keine zuverlässigen Ergebnisse mehr.

Projekt SmokeBot

Das Projekt SmokeBot vom Fachgebiet Echtzeitsysteme der Fakultät für Elektrotechnik und Informatik an der Leibniz Universität Hannover entwickelt gemeinsam mit nationalen und internationalen Partnern einen mobilen Roboter, der auch unter widrigen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden kann. Der Ansatz verbindet innovative Sensor- und Kameratechnik, die in einen fahrbaren Roboter integriert ist. "Ganz neu ist die Kombination der verschiedenen Sensoren", erläutert Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Bernardo Wagner vom Fachgebiet Echtzeitsysteme.

Test unter Realbedingungen

Im Juni wird der Roboter im Brandhaus, einem Übungszentrum der Feuerwehr Dortmund, unter Realbedingungen getestet. Die Feuerwehr Dortmund ist neben Universitäten und Industriepartnern aus Schweden, Österreich und dem Vereinigten Königreich sowie dem Fraunhofer Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik (FHR) einer der Kooperationspartner im Projekt. SmokeBot wird als EU-Projekt im Programm Horizon 2020 gefördert.

Einzigartige Fusion verschiedener Sensoren

"Der Roboter ist ein Prototyp“, sagt Prof. Dr.-Ing. Wagner. „Bis er tatsächlich bei Tunnelunglücken, Großbränden, Bombenentschärfungen oder Giftgasanschlägen zum Einsatz kommen kann, müssen Software und Hardware noch für die rauen Einsatzbedingungen optimiert werden." Der Ansatz ist äußerst vielversprechend: Die Fusion der verschiedenen Sensoren – Kameras, Laserscanner, Tiefenkameras und Radar – ist bislang einzigartig. Erstmalig zum Einsatz in einem solchen System kommen speziell entwickelte rotierende Radarsensoren. Sie sind robust bezüglich schlechter Sichtbedingungen und können eingesetzt werden, wenn herkömmliche Kameras und Laserscanner an ihre Grenzen geraten. Die Radarsensoren liefern jedoch vergleichsweise ungenaue Messwerte. Daher besteht die Herausforderung darin, die Radar-Signale mit den noch brauchbaren Daten von Laserscannern und Wärmebildkameras zu kombinieren, um ein möglichst genaues Modell der Umgebung herstellen zu können.

Zum Einsatz kommen außerdem „elektronische Nasen“ – Gasdetektoren, die bei auftretenden Gefahren rechtzeitig warnen können. „Integriert ist auch ein Hitzeschild, der sich bei extremer Temperaturentwicklung aufklappt und den Roboter schützt“, erläutert Bernardo Wagner. Die Daten des Systems können zudem mit Notfallplänen und Karten der Feuerwehr kombiniert und abgeglichen werden.

(Veröffentlicht: 15. Mai 2018)