Mit künstlicher Intelligent gegen die Fluten
Mit dem Einsatz von KI im Katastrophenschutz lassen sich vielleicht zukünftig Unglücke vermeiden, wenn Gefahren frühzeitig erkannt werden. Das Team um Professor Bernd Ettmer widmet sich der Verhinderung von Überschwemmungen.
Wenn Deiche brechen, sind meist schwere Überschwemmungen und Schäden die Folge. Um Risse und morsche Stellen in Deichen, Staudämmen oder Brücken frühzeitig erkennen zu können, setzt ein zwölfköpfiges Team der Hochschule Magdeburg-Stendal auf den Einsatz von Drohnen. Das Besondere: die Kombination mit Künstlicher Intelligenz. In der Forschungsgruppe Wasserbau und Wasserbauliches Versuchswesen soll im Rahmen eines vierjährigen Projektes eine solche KI-Drohne entwickelt werden.
Prof. Dr.-Ing. Bernd Ettmer ist seit 2008 als Professor für Wasserbau und Wasserbauliches Versuchswesen an der Hochschule tätig. Die Fachrichtung beinhalte alles, was mit dem Bau zu tun habe: Stauanlagen, Dämme, Wasserkraftanlagen, Schleusen, Uferbefestigungen, aber auch Hochwasserschutz, Flussumgestaltung und Renaturierung, so Ettmer. Seit 2017 arbeiten die Wissenschaftler:innen mit Drohnen und setzen diese vor allem für Fotos von Oberflächen ein. Mithilfe dieser Daten von Messbooten können sie Geländemodelle anfertigen, die Aufschlüsse über die Gegebenheiten der Areale geben sollen. „Die Drohne ist für uns erst einmal ein reines Messinstrument. Man gibt ihr eine Route vor, sie fliegt autonom und wir haben ein komplettes Computermodell des abgeflogenen Gebietes“, erklärt Ettmer. Mit ihrem Projekt wollen die Wissenschaftler:innen Risse und Schäden an Bauwerken erkennen, auch unter Wasser. Damit die von der Drohne produzierten Fotos nicht von einem Mitarbeitenden auf Schäden untersucht werden müssen, will das Team KI-Technologien einsetzen.
Dafür muss die KI mit entsprechenden Bildern eines Risses oder Schadens angelernt werden. Ausgeschnittene Papierstücke dienen zuerst als symbolischer Riss und sollen mit fortschreitendem Training in Form und Farbe an die Natur angenähert werden. In den Laborhallen der Hochschule haben Ettmer und sein Team einen Versuchsdeich, an den diese integriert werden können. Die Drohne fliegt über den Versuchsdeich, macht Aufnahmen und die KI-Technologie soll diese als Schaden identifizieren können. Da das Projekt erst Anfang dieses Jahres startete, müssen zuerst die Grundlagen geschaffen werden. Dr.-Ing. Daniel Hesse ist Oberingenieur für Wasserbau und bei dem Projekt vorrangig für die Drohnen zuständig. „Aktuell betreiben wir die Drohnen mit einer Standard-RGB-Kamera. Die nächste Aufgabe ist es zu schauen, welche Sensoren wir für die adäquate Umsetzung des Projektes brauchen. Das können Spektralkameras, Laserscannung oder Thermalkameras sein“, führt Hesse aus.
Nach den Tests in den Laborhallen soll die Drohne auf dem Gelände der Hochschule üben, bevor sie an Deichen eingesetzt wird. Ettmer: „Im Idealfall wertet die KI die von der Drohne aufgenommen Bilder während des Fluges aus. So können potenzielle Schadenstellen zeitgleich direkt erkannt und gemeldet werden.“ Dadurch kann nicht nur eine schnellere Einordnung der kritischen Stellen stattfinden, menschliche Ressourcen können außerdem gezielt eingesetzt werden, um Schäden zu eliminieren.
Bis zum Projektende 2027 soll mit der Kombination aus Drohne und KI ein zusätzliches Mittel zur Prävention von Hochwasser und Überschwemmungen zur Verfügung stehen.
Text: Leonie Deubig
