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Wenn Naturkatastrophen oder schwere Unglücke die Infrastruktur zerstören, stehen Einsatzkräfte häufig vor einer besonderen Herausforderung: Sie benötigen schnell belastbare Informationen zur Lage, obwohl Stromversorgung, Internet und Kommunikationswege ausgefallen sind. Forschende aus dem Robotik-Labor der Westfälischen Hochschule haben deshalb eine mobile und solarbetriebene Bodenstation entwickelt, die der Einsatzleitung vor Ort direkt mit einer KI-gestützten Auswertung von Drohnenbildern unter die Arme greift. Grundlage für den Prototypen ist dabei ein handelsüblicher Kinderwagen.
Wenn nach einem Hochwasser ganze Orte von der Außenwelt abgeschnitten sind, ein Waldbrand die Infrastruktur zerstört hat oder ein einsturzgefährdetes Gebäude nicht betreten werden kann, liefern Drohnen oft die ersten wichtigen Bilder zur Einschätzung der Lage. Doch genau dort, wo diese Informationen am dringendsten benötigt werden, fehlen häufig Strom, Internet und ausreichend Rechenleistung, um diese großen Datenmengen schnell auszuwerten.
Prof. Dr.-Ing. Hartmut Surmann und sein studentisches Team aus dem Robotiklabor der Westfälischen Hochschule haben deshalb eine mobile, solarbetriebene Bodenstation entwickelt, die Einsatzkräfte direkt vor Ort unterstützt. Das System versorgt sich selbst mit Energie, baut ein eigenes WLAN auf und stellt eine leistungsfähige lokale Künstliche Intelligenz für die Auswertung der Drohnenbilder zur Verfügung. Die Station ist bewusst auf Mobilität ausgelegt. Sie basiert auf einem umgebauten Kinderwagengestell, lässt sich platzsparend zusammenklappen und bequem im Auto transportieren. Dank ihrer gefederten Rollen kann sie auch auf unbefestigtem Gelände bewegt werden.
„Künstliche Intelligenz kann im Katastrophenschutz einen großen Unterschied machen. Das geht aber nur, wenn sie auch dort verfügbar ist, wo sie gebraucht wird. Mit unserer mobilen Bodenstation verbinden wir Robotik, erneuerbare Energie und KI zu einem System, das unabhängig von Stromnetz und Internet arbeitet“, so Surmann.
Besonders effizient arbeitet das System dank einer automatischen Nachführung des Solarmoduls durch die Motorisierung des Kinderwagens. Mithilfe von GPS-, Kompass- und Sensordaten richtet sich die Station selbstständig nach dem Sonnenstand aus und erzielt dadurch rund 40 Prozent mehr Energieertrag als ein fest montiertes Solarpanel. Bei geringer Sonneneinstrahlung kann der integrierte Speicher genutzt werden.
KI filtert in Sekunden die wichtigsten Drohnenbilder
Herzstück der Bodenstation ist die neu entwickelte KI-Anwendung namens RescueVLM (Vision-Language-Modell). Die quelloffene Anwendung analysiert Drohnenaufnahmen mit Hilfe Künstlicher Intelligenz und unterstützt Einsatzleitungen dabei, in kürzester Zeit den Überblick über die Lage zu gewinnen. Anstatt Hunderte Bilder manuell zu sichten, formulieren Einsatzkräfte lediglich eine Fragestellung: Etwa, ob Personen in Gefahr sind, Gebäude einsturzgefährdet erscheinen oder weitere Brandherde zu erkennen sind. Innerhalb von rund 30 Sekunden präsentiert RescueVLM die wichtigsten Aufnahmen für die Fragestellung, markiert kritische Bereiche und erläutert die Bewertung in verständlicher Sprache. Der vollständige Bildbestand bleibt dabei jederzeit für die Einsatzleitung verfügbar.
Ein entscheidender Fortschritt der aktuellen Version liegt in ihrem sogenannten modellagnostischen Ansatz. Die Software funktioniert unabhängig vom jeweils eingesetzten KI-Modell. Aufwendige Trainingsprozesse entfallen, da das Fachwissen nicht fest in einem einzelnen Modell verankert ist, sondern mit speziell entwickelten Eingabeanweisungen hinterlegt wird. Diese lassen sich flexibel an unterschiedliche und auch zukünftige KI-Modelle anpassen. Dadurch ist RescueVLM langfristig flexibel und kann mit den schnellen Fortschritten im Bereich moderner KI-Systeme mithalten.
Über das Robotiklabor der Westfälischen Hochschule:
Das Robotiklabor der Westfälischen Hochschule in Gelsenkirchen erforscht unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Hartmut Surmann autonome Systeme, Rettungsrobotik und maschinelles Lernen für den Einsatz in komplexen Umgebungen. Als Gründungsmitglied des Deutschen Rettungsrobotik-Zentrums (DRZ) in Dortmund arbeitet die Hochschule daran, robotische Technologien für den praktischen Einsatz im Bevölkerungsschutz weiterzuentwickeln. Die im Labor entwickelten Boden- und Flugroboter wurden bereits bei realen Katastropheneinsätzen erprobt.
Westfälische Hochschule
Fachbereich Informatik und Kommunikation
Prof. Dr. Hartmut Surmann
hartmut.surmann@w-hs.de
https://www.w-hs.de/pressemedien/nachrichten-lesen/news/detail/News/vom-kinderwa... (Weiteres Foto zum Roboter)
Die solarbetriebene KI-Station wurde aus einem Gaming Laptop, einem Akku, einer Solarzelle und einem ...
Source: Verena Roßa
Copyright: WH
Beispiel einer Analyse durch die KI-Anwendung RescueVLM. Mögliche Gefahrenpunkte können automatisier ...
Source: Hartmut Surmann
Copyright: WH
Criteria of this press release:
Business and commerce, Journalists, Scientists and scholars, Students, Teachers and pupils, all interested persons
Energy, Information technology
transregional, national
Research projects, Transfer of Science or Research
German
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