Einsatz von 5G bei der Feuerwehr Dortmund. Eine Case Study.

Das Kompetenzzentrum für Rettungsrobotik (DRZ) – gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung – und das Kompetenzzentrum 5G.NRW (5G.NRW) – gefördert durch das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen – erforschen in einer gemeinsamen exemplarischen Kooperation die Einsatzmöglichkeiten der Rettungsrobotik mit Zuhilfenahme von 5G-Technologien.

Leben retten, ohne Leben zu gefährden

In brenzligen Situationen Leben retten, ohne weitere zu gefährden: Wie ist dies möglich und welche Rolle kann die Robotik und 5G-Technologie in diesem Bereich spielen? Mit dieser Fragestellung beschäftigen sich das Projekt A-DRZ (Aufbau des Deutschen Rettungsrobotik-Zentrums) und das Kompetenzzentrum 5G.NRW in einer exemplarischen Kooperation der beiden Forschungsprojekte. Der Einsatz von Robotern in Extremsituationen wie Gefahrenguteinsätzen der Feuerwehr erfordert präzise Steuerung und eine Echtzeit-Übertragung von Kamerabildern. Die hierzu notwendige 5G-Technologie muss daher jederzeit bei Einsätzen – unabhängig von der vor Ort vorhandenen Infrastruktur – verfügbar sein. Im Rahmen der Kooperation erforschen die Projektpartner in realistischen Übungen den Einsatz neuester Technologie und evaluieren wie die Technologien zukünftig zur Eigensicherung und Rettung von Gefährdeten eingesetzt werden können.

Lokale Campusnetze ermöglichen den Einsatz von Rettungsrobotik

Für den Einsatz der Roboter-Technologien wird neueste Technologie benötigt, die in der Lage ist, schnell und temporär sogenannte Campusnetze aufzubauen. Die hierfür notwendige 5G-Technologie kann jedoch nicht an jedem Ort unverzüglich genutzt werden und die Verwendung öffentlicher Netzfrequenzen birgt die Gefahr, dass die verzögerungsfreie Übertragung nicht in jedem Fall garantiert werden kann.

Die TU Dortmund entwickelte daher im Rahmen des mobilen 5G Labors eine Möglichkeit, lokale Campusnetze flexibel und ortsunabhängig in dazu von der Bundesnetzagentur freigegebenen Frequenzbereichen aufzubauen. Die aufgebauten Netze im 3,7 – 3,8 GHz und zukünftig im 26 GHz Frequenzbereich können dann auch für die Steuerung der speziellen Roboter genutzt werden.

Mithilfe dieser lokal aufgebauten Campusnetze können von der Feuerwehr Dortmund – in Kooperation mit dem Competence Center 5G.NRW und dem DRZ – verschiedene Roboter in zahlreichen Feuerwehreinsätzen getestet werden. Der Einsatz von Robotik ist insbesondere in Situationen vorgesehen, in denen sich Feuerwehrleute in Gefahren begeben, welche mittels der Technologie abgewandt werden können. So ist zum Beispiel der Einsatz von Robotern im Bereich von Gefahrengutaustritten denkbar. Der Roboter ermöglicht es den Stoff mittels Kamera anhand seiner Gefahrgutkennzeichnung zu identifizieren. Durch die Roboterarme kann das Gefäß dann sicher verschlossen werden. Außerdem ermöglichen zahlreiche Sensoren die frühzeitige Erkennung anderer Gefahren am Einsatzort, wie beispielsweise eines erhöhten CO2 Anteils in der Luft. Die hierbei auftretenden Datenmengen werden mittels der 5G-Technologie an eine mobile Kommandozentrale außerhalb der Gefahrenzone gesendet und ermöglichen einen sicheren Ablauf und die Steuerung mittels Joysticks und Tastatur.

Eine zusätzliche Herausforderung im Einsatz von Rettungsrobotik ist, die Maschinen noch selbstständiger werden zu lassen, um sie in realen Einsätzen in Zusammenarbeit mit geschultem Personal zur schnellen Gefahrenabwehr nutzen zu können.

Experten rechnen bereits mittelfristig mit dem Einsatz der Technik

Im Rahmen der Forschung wurde ein Robotik-Leitwagen (RobLW) angeschafft, welcher durch geschultes Personal bedient wird und bereits in zahlreichen Testeinsätzen erfolgreich hinzugezogen werden konnte. Der RobLW kann bei weiteren erfolgreichen Tests laut Experten schon mittelfristig in realen Extremsituationen verwendet werden.

Ein weiteres Beispiel von neuster Technologie bei der Feuerwehr ist der Drohneneinsatz bei Hochwasserkatastrophen. Dieser ermöglicht den Verantwortlichen, sich zeitnah einen Überblick über die Lage zu verschaffen und somit Rettungskräfte gezielt und effizient zu koordinieren. Diese Technologien finden derzeit jedoch noch ohne den Einsatz von lokalen 5G Netzen ihre Anwendung und nutzen bspw. öffentliche Mobilfunknetze.

Bis zum flächendeckenden Einsatz liegt noch, neben der Entwicklung begleitender regulatorischer Rahmenbedingungen, ein längerer Forschungsweg; Insbesondere der reibungslose und zuverlässige Aufbau der temporären 5G-Campusnetze stellt eine Herausforderung dar. Hierzu forscht momentan ein Zusammenschluss aus der TU Dortmund, dem Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik (IML), dem Kommunikationstechnikhersteller Riedel Communications, und dem Antennenentwickler PIDSO an einer zuverlässigen Lösung für ad-hoc 5G-Campusnetze. Gefördert durch das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen werden hierbei im Rahmen des Plan & Play Projektes auch die Einsatzmöglichkeiten der Technologie in anderen Bereichen wie internationalen Großveranstaltungen oder automatisierter Intralogistik (Material- und Warenflüsse innerhalb eines Betriebsgeländes) untersucht.

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