Feuerwehrleute setzen regelmäßig ihr Leben auf Spiel. Ihre Ausrüstung unterstützt sie dabei, Brände zu bekämpfen und Menschen aus Risikolagen zu retten. Der SmokeBot könnte künftig dabei helfen Feuerwehrleute zu schützen. //Dennis Weber
"Sobald der Alarm in der Wache ertönt, steigt der Puls auf 200", so beschreibt Matthias Halke, Brandmeister der Berufsfeuerwehr Köln, seinen Alltag in der Feuer- und Rettungswache 4 in Köln-Ehrenfeld. "Die Herausforderung bei der Brandbekämpfung besteht darin, sich im Angesicht der Gefahr auf seine Kameraden, das Training und seine Ausrüstung zu verlassen", so der erfahrene Feuerwehrmann. Wenige Minuten nach dem der Alarm in der Feuerwache eingegangen ist, sind die Rettungskräfte bereits am Brandherd. "Unmittelbar nach der Ankunft muss mit der Brandbekämpfung begonnen werden. Das Wichtigste sei jedoch, die genaue Einschätzung der Lage. "Jeder kennt seine Aufgaben und das muss auch so sein. Chaos kann man nicht gebrauchen, wenn Menschenleben in Gefahr sind." Die Einsatzkräfte verlassen sich auf Berichte von Augenzeugen oder Menschen die das Gebäude bereits verlassen konnten. "Über die Qualität der Informationen lässt sich streiten", erklärt der Brandmeister. Bisher gaben so genannte Angriffstrupps die ersten verlässlichen Informationen über den Brand. Diese Teams dringen in das Gebäude ein, um Personen ausfindig zu machen und die Lage einzuschätzen. Eine sehr gefährliche Aufgabe, die künftig mit weniger Gefahr verbunden sein könnte.
Projekt SmokeBot unterstützt mit Radar
Ein mobiler Roboter soll die Arbeit von Angriffstrupps risikofreier gestalten. Universitäten und Industrieunternehmen versuchen im Rahmen des Projektes "SmokeBot", das durch die Europäische Union gefördert wird, die Ausrüstung von Rettungskräften zu erweitern. "Es ging im Wesentlichen darum, ein Erkundungssystem zu entwickeln, das in der Lage ist, bei schwierigen Bedingungen verlässliche Daten zu liefern", erklärte Reinhold Herschel, Teamleiter der 3D Sensorsysteme des Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik (FHR). Die Beteiligung des FHR am Projekt SmokeBot stellt gleichermaßen auch die Besonderheit des entwickelten Roboters dar: Er ist mit einem 3D-Radarsensor ausgestattet.
Radarsystem mit Vor- und Nachteilen
"Unser Kernszenario bestand aus der Frage: Was machen wir bei starker Rauchentwicklung?", so Herschel. Bisher entwickelte ferngesteuerte Roboter, die zum Beispiel bei der Rettung von verschütteten Personen zum Einsatz kommen, arbeiten mit LIDAR-Systemen. LIDAR steht für "light detection and ranging" und ist eine Methode zur Abstands- und Geschwindigkeitsmessung. LIDAR-Systeme senden hochfrequente Lichtwellen (Laser) aus und errechnen durch das zurückgestreute Licht der Atmosphäre eine Entfernung zum Ort der Streuung. Geschwindigkeitskontrollen, Laserentfernungsmessung bei Handwerkern und Passagierflüge werden mit optischen Systemen durchgeführt. "Unsere Tests zeigten jedoch, dass Systeme wie LIDAR bei starker Rauchentwicklung versagten", argumentiert Herschel. Die Alternative des SmokeBots sei ein mechanisch schwenkendes Radar. Herschel erklärt, dass das Radar viele Lücken schließe und sich als gute Unterstützung herausstellte. Radar (radio detection and ranging) arbeitet nicht mit hochfrequenten Lichtwellen, sondern mit elektromagnetischen Wellen (Radiowellen). Das Grundprinzip bleibt dasselbe. Ein Radarsender stahlt elektromagnetische Wellen aus, deren Reflexionen ausgewertet werden. Somit bieten Radarsysteme eine zuverlässige Quelle für Informationen, bei widrigen Umständen, wie Rauch, Nebel, Staub oder Regen. Um die Kombination aus Sensoren abzurunden, ist der SmokeBot mit Gasdetektoren ausgerüstet. Sie sind in Lage zusätzliche Daten über Gasentwicklung, Gasströme und Gaskonzentrationen zu erfassen.
SmokeBot im Praxistest
Das Forschungs- und Entwicklungsprogramm Horizon 2020 der EU gab den Anstoß für die Forschung an einem Erkundungssystem mit Radarsensoren. Die EU fördert Projekte wie diese mit insgesamt 80 Milliarden Euro. Das Projekt SmokeBot ist mit dem letzten Funktionstest, am 29. Juni 2018, abgeschlossen. Das Brandhaus in Dortmund war Schauplatz der abschließenden Überprüfung. Unter den Augen der anwesenden Feuerwehrleute wurden die Bilder des mechanisch schwenkenden Radars begutachtet. Die zusammenhängende Darstellung der Radarpunkte zeichnete ein zwei dimensionales Bild der Situation im Brandhaus. Die Feuerwehrleute waren erfreut über das Ergebnis. "Viele der anwesenden Feuerwehrleute kennen den Druck in einem qualmenden Raum, ohne Sicht zu stehen", erklärt Herschel. "Wir sind froh über das positive Feedback." Das Projekt ist zwar abgeschlossen, die Entwicklung geht jedoch weiter. Verbesserungen sind noch in der Aufbereitung von komplexeren Radarbildern zu leisten. Speziell geht es dabei um die Darstellung von Daten des 3D-Radarmoduls. "Das Modul zeigt bisher noch keine Oberflächen. Es ergibt kein komplettes Bild, wie man es sich als Leihe vorstellen würde", so Herschel. Aktuell zeigt das 3D-Radarmodul einzelne Punkte, die mit einer Interpretation von Radarexperten, Aufschluss über das Bild geben.
SmokeBot und seine Freunde
Der SmokeBot reit sich, mit dem vorläufigen Abschluss des Projekts, in eine Vielzahl von Erkundungs- und Rettungssystemen ein. Tango, ist ein Rettungsroboter, der nach den schweren Erdbeben 2016 im italienischen Amatrice zum Einsatz kam. Er bewies bereits, dass Roboter die Rettungskräfte, effektiv unterstützen können. Etwas exotischer bewegt sich der Centauro über gefährliches Terrain. Der teilautonome Roboter wirkt wie eine Mischung aus Pferd und Mensch und erinnert an die Zentauren aus der griechischen Mythologie. Der vierbeinige Roboter mit seinen zwei Händen wurde 2015 bei der Darpa Robotics Challenge, einem Wettbewerb für Rettungsroboter, unter dem Namen Momaro vorgestellt. Das Team "NimbRo" der Universität Bonn sorgte mit dem ungewöhnlichen Mix aus wahlweise laufendem oder fahrendem Roboter für Aufsehen. Seit dem wird Centauro im Rahmen eines EU-Projekts weiterentwickelt.
Teaserbild: Angriffstrupp der Feuerwehr: Sie könnten bald von der neuen Technik profitieren. Foto: skeeze auf Pixabay