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Künstliche Intelligenz KI Roboter

So soll KI Einsatzkräfte in gefährlichen Umgebungen schützen

Sie finden sich mit Hilfe von künstlicher Intelligenz in unbekannten Situationen zurecht: mobile Roboter. So können sie Menschen bei Einsätzen in gefährlichen Umgebungen unterstützen.

Der Gammabot ist ein universeller, hochmobiler Roboter zur multisensoriellen Umwelterfassung. (Bild: Karlsruher Institut für Technologie)
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Bei Löscharbeiten, Rettungseinsätzen oder Inspektionen in der Tiefsee kommen Einsatzkräfte oft an ihre Grenzen. In Zukunft werden sie Unterstützung bei ihrem schwierigen Job bekommen: Mobile Roboter sollen ihnen mit Hilfe von KI zur Seite stehen.

Ein aktueller Bericht der Plattform "Lernende Systeme", auf der sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) engagieren, informiert über die Potenziale und den konkreten Nutzen von KI in diesem Einsatzgebiet. Und außerdem über technische und gesellschaftliche Herausforderungen sowie Voraussetzungen, die für einen verlässlichen und wirtschaftlichen Einsatz von KI in lebensfeindlichen Umgebungen zu schaffen sind.

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Das sind die Vorteile der intelligenten, selbstlernenden Roboter

Besonders in gefährlichen oder potentiell gesundheitsschädigenden Situationen und in schwer zugänglichem Gelände ergibt ihr Einsatz Sinn. Zumal sie oft wirtschaftlicher arbeiten bzw. einen Einsatz sogar erst möglich machen. Doch bevor die Anwendung in lebensfeindlichen Umgebungen tatsächlich funktioniert, müssen noch einige technische Herausforderungen bewältigt werden. Eine davon: das autonome Lernen in unbekannten Gebieten. Zudem muss ausgetüftelt werden, wie eine Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter konkret aussehen kann.

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Einer der von dem Potenzial solcher mobilen Helfer überzeugt ist, ist Professor Holger Hanselka, Präsident des KIT: "Der Einsatz von künstlicher Intelligenz ist mit enormen Chancen für unsere Gesellschaft verbunden. Gerade im Katastrophenschutz, beim Rückbau von Atomkraftwerken oder in maritimen Bereichen sind die Möglichkeiten groß, Fachkräfte mit Hilfe von KI wirksam zu unterstützen."

Gerade bei autonomen Systemen, die im Krisenfall eingesetzt werden sollen, sei die IT-Sicherheit enorm wichtig. "Daher setzt das KIT in seiner Forschung darauf, nicht nur die Außengrenzen eines komplexen IT-Systems zu schützen, sondern auch jedes einzelne Teil, und bringt insbesondere auch seine Expertise in der IT-Sicherheit in die Plattform Lernende Systeme ein", so Hanselka.

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Egal, ob bei Feuer oder unter Wasser: KI-Roboter können dem Menschen helfen

Zwei Anwendungsszenarien, die von der Arbeitsgruppe "Lebensfeindliche Umgebungen" erstellt wurden, zeigen schon jetzt, wie Künstliche Intelligenz in rund fünf Jahren im Katastrophenschutz und bei Erkundungs- und Wartungsmissionen unterstützen kann. Das eine illustriert, wie KI-gestützte Roboter der Feuerwehr am Boden und aus

der Luft beim Brand einer Chemiefabrik zuarbeiten können. Ein detailliertes Lagebild zu erstellen, eine Kommunikations- und Logistikinfrastruktur für Rettungsarbeiten aufzustellen, Verletzte zu suchen sowie Gefahrenquellen zu identifizieren und einzudämmen: Das alles kann dann mit Hilfe von Multi-Sensorik Aufgabe dieser Systeme sein.

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Tiefsee
Tauchdrohnen wie der Great Diver können einen Beitrag zur Kartierung und Erforschung der Tiefsee leisten und gelten als wichtige maritime Technologie der Zukunft. (Bild: Karlsruher Institut für Technologie)

Und auch unter Wasser sollen die mobilen Roboter einiges draufhaben. Zum Beispiel können sie zukünftig das Warten der Fundamente einer Offshore-Windkraftanlage übernehmen, navigieren selbständig in der Tiefsee und übernehmen die vorgesehenen Planungsschritte. Sollte eine Aufgabe von ihnen nicht eigenständig zu bewältigen sein, fordern sie Unterstützung durch Taucher oder ferngesteuerte Systeme an.

Immer höherer Autonomiegrad durch maschinelles Lernen

Dass die Anforderungen an Lernende Systeme in solch lebensfeindlichen Umgebungen besonders hoch sind, erklärt Jürgen Beyerer, Leiter der Arbeitsgruppe Lebensfeindliche Umgebungen der Plattform Lernende Systeme und Professor für Interaktive Echtzeitsysteme am KIT: „Sie müssen intelligent und zugleich robust sein gegen Extrembedingungen und sich unter unvorhersehbaren Bedingungen selbständig zurechtfinden."

Bis die KI-basierten Systeme das leisten können, könnten sie auch durch Einsatzkräfte ferngesteuert betrieben werden und die so gesammelten Daten in die Entwicklung intelligenter Funktionen einfließen. "Nach und nach erreichen die Systeme einen immer höheren Autonomiegrad und können sich schließlich durch maschinelles Lernen selbst weiter verbessern."

Momentan arbeitet man laut dem Bericht auch daran, mit den selbstlernenden Robotern weltweite Märkte bedienen zu können. Vom Aufbau geeigneter Infrastrukturen bis hin zum Schaffen von Standards für Wirtschaft und Forschung und der Flexibilisierung des Beschaffungsmarktes: Es gibt noch einiges zu tun, Deutschland sei aber gut aufgestellt.

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