© DRZDer am Deutschen Rettungsrobotik Zentrum DRZ entwickelte Roboter «D2» vor dem Robotik-Leitwagen der Feuerwehr Dortmund.In Dortmund werden mobile Robotersysteme und Drohnen für die zivile Gefahrenabwehr erforscht, entwickelt und erprobt – in einem im Oktober 2021 eröffneten «Living Lab», das knapp 3’000 Quadratmeter Versuchsfläche bietet.

Wenn Menschen nicht mehr weiterkommen – etwa aufgrund extremer Hitze, Gefahrstoffen, Kontamination, Wasser oder akuter Einsturzgefahr –, können «Blechkamerad*innen», also Roboter und Drohnen, eine Lösung sein. In Deutschland widmet sich der 2018 gegründete Verein Deutsches Rettungs­robotik-Zentrum e.V., kurz DRZ, der Erforschung und Entwicklung von Robotersystemen zur Unterstützung der Behörden und Organisationen mit Rettungs- und Sicherheitsaufgaben (BORS).

Gefördert wird der Verein mit rund 12 Millionen Euro vom Deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung. Getragen wird er von Anwender*innen, Industrie­part­ner­*in­nen sowie Hochschulen und Forschungseinrichtungen. Für die Koordination sowie die nötige Praxisnähe zeichnet das Institut für Feuerwehr- und Rettungstechnologie der Feuer­wehr Dortmund verantwortlich. Deren Direktor Dirk Aschenbrenner ist auch Vorstandvorsitzender des Vereins DRZ.

Knapp 3’000 Quadratmeter grosses Living Lab

Als nationales Kompetenzzentrum der Forschung fungiert das im Oktober 2021 eröffnete «Living Lab» im Dortmunder Stadtteil Bodelschwingh. Dieses bietet moderne Labore, eine 1’300 Quadratmeter grosse Versuchshalle und rund 1’500 Quadratmeter Aussengelände für die Erprobung der Einsatztauglichkeit der entwickelten Systeme. Der Fokus liegt dabei auf den Leitszenarien Feuer, Einsturz & Verschüttung, Detektion von Gefahrstoffen und Hochwasser.

© DRZDirk Aschenbrenner, Direktor der Feuerwehr Dortmund und Vorstandsvorsitzender des DRZ (Mitte), freute sich, als «D2» anläss­lich der Eröffnung des Living Lab das rote Band durchtrennte.Aktuell gibt es vier DRZ-Roboter

Der kleinste und leichteste Roboter, «D1», ist eine von der Universität Bonn entwickelte Multicopter-Drohne. Ausgerüstet mit Laserscanner, zwei Tiefen- und einer Infrarot­kamera, GPS, Barometer, Kompass sowie weitreichenden Autonomiefunktionen dient «D1» der schnellen autonomen Lageerkundung. Brandherde, Lebewesen und Objekte werden detektiert und in der mithilfe des Laserscanners und GPS-Daten erstellten Karte verortet.

«D2» ist ein Raupenroboter, der Treppen steigen und sogar Türen öffnen kann. Bestückt ist er mit einem von der TU Darmstadt entwickelten Autonomiemodul. Dieses umfasst sieben Kameras (3 x Tiefenbild, Wärmebild, Weitwinkel, Tele und 360 -Grad), Intertialsensorik, GNSS-Modul sowie einen rotierenden 3D-Lidar zur Echtzeiterfassung der 3D-Geometrie und der Positionsschätzung des Roboters. Von der TU Darmstadt im DRZ entwickelte Assistenzfunktionen ermöglichen es «D2», unbekannte Umgebungen in ein 3D-Modell zu transferieren, sich autonom fortzubewegen und Wärmequellen sowie Gefahrensymbole zu detektieren.

«D3» ist ein starker und flexibler Nutzlastträger, der dank Kettenantrieb nahezu überall hinkommt. Das Fraunhofer-Institut hat für den «D3» ein Modularisierungskonzept entwickelt, dank welchem der Roboter mit unterschiedlichsten Modulen und Aufbauten bestückt werden kann, beispielsweise für Thermalaufklärung, Vitalzeichenerkennung, Roboterkontrolle, Lokalisation sowie interoperable Kommunikation und Transport.

«D4», eine schnelle, modulare Plattform für Indoor-Einsätze in Industrieanlagen, wurde von der FH Dortmund in Zusammenarbeit mit Minimax Viking entwickelt. Der Roboter kann selbst schwerere Lasten rasch zum Einsatzort bringen und Brände selbstständig mit Löschmittel bekämpfen. Zudem kann er, wie der «D3», mit diversen Modulen und Aufbauten bestückt werden. Integrierte Sicherheitssysteme wie Laserscanner, Nothaltsystem und Signalbeleuchtung ermöglichen den sicheren Einsatz von «D4» innerhalb von Industrieanlagen.

200’000 Euro teurer Leitwagen

© DRZAuf dem Aussengelände des Living Lab des DRZ können die entwickelten Roboter – hier der «D2» und der «D3» – unter reellen Bedingungen erprobt werden.Für den mobilen Einsatz der Roboter nutzt das DRZ parallel zu den Robotern einen Robotik-Leitwagen (RobLW). Dieser basiert auf dem Mercedes Sprinter, nimmt die Roboter samt Zubehör auf und ist mit der nötigen IT sowie eigener Funkzelle (Blaulicht/Tetrafunk) und Stromaggregat ausgerüstet.

Dirk Aschenbrenner, Vorstandsvorsitzender des DRZ-Trägervereins und Direktor der Feuerwehr Dortmund, ist überzeugt: «Zur Beherrschung der in unserer Gesellschaft zunehmend komplexer und gefährlicher werdenden Schadenslagen sind Rettungskräfte zunehmend auf die Unterstützung durch robotische und digitale Systeme angewiesen.»

Ohne das Miteinander geht nichts

Um diese zu entwickeln, müssten laut Aschenbrenner «Anwender*innen, Wissenschaft und Forschung sowie Industrie und Hersteller*innen eng kooperieren – von der Bedarfserhebung bis zur Implementierung der Systeme in die Praxis». Dabei, so Aschenbrenner, brauche es nicht nur Entwicklungsintelligenz, sondern auch eine wirksame Transferexzellenz, um die Systeme schneller in die Anwendung zu bringen. Dazu gehöre auch, den Markt der Gefahrenabwehr durch entsprechende Normierung, Standardisierung und Qualifizierung sowie entsprechende finanzielle Förderung auf eine schnelle Verbreitung robotischer und digitaler Systeme vorzubereiten und einzustellen. Zudem dürfen die Schulung und Weiterbildung der Einsatzkräfte nicht vernachlässigt werden – weshalb dem Living Lab ein Schulungszentrum angegliedert ist – inklusive eines Indoor-UAV-Pilot-Skills-Parcours für die Ausbildung und das Training von Drohnenpilot*innen.

© DRZDer «D4» ist mit knapp 1,80 Meter Länge und rund 450 Kilo­gramm Gewicht der aktuell grösste Roboter des DRZ.

Mitglied beim Verein DRZ können grundsätzlich alle an der Robotik interessierten Organisationen und Institutionen werden. Mehr Infos gibt’s beim Verein Deutsches Rettungsrobotik-Zentrum e.V., Rohdesdiek 32, D-44357 Dortmund, www.rettungsrobotik.de – und auf der INTERSCHUTZ in Halle 17 am Stand D06.