Mit Künstlicher Intelligenz gegen Fluten
Daniel Hesse (l.) und Bernd Ettmer beim Labordeich-Test mit einer KI-Drohne. Foto: Matthias Piekacz
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 ist die Kombination mit Künstlicher Intelligenz. In der Forschungsgruppe Wasserbau und Wasserbauliches Versuchswesen soll im Rahmen des vierjährigen Projektes eine solche KI-Drohne entwickelt werden.
Professor 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 hat: Stauanlagen, Dämme, Wasserkraftanlagen, Schleusen, Uferbefestigungen, aber auch Hochwasserschutz, Flussumgestaltung und Renaturierung. Seit 2017 arbeiten das Team mit Drohnen und setzt diese vor allem für Fotos von Oberflächen ein. Mithilfe dieser Aufnahmen und Daten von Messbooten, können sie Geländemodelle anfertigen, die Aufschlüsse über die Begebenheiten der Gebiete geben sollen. „Die Drohne ist für uns erstmal ein reines Messinstrument. Man gibt ihr eine Route vor, sie fliegt autonom und wir haben ein komplettes Computermodell des abgeflogenen Gebietes“, erklärt Ettmer. Mit dem Projekt sollen Risse und Schäden an Bauwerken erkannt werden, auch unter Wasser. Damit die von der Drohne produzierten Fotos nicht aufwendig von einem Mitarbeiter auf Schäden untersucht werden müssen, werden KI-Technologien eingesetzt.
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 dem 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 diesen Jahres startete, werden derzeit erst die Grundlagen geschaffen. 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 beschreibt, was sie mit dem Projekt erreichen wollen: „Im Idealfall wertet die KI die von der Drohne aufgenommen Bilder während des Fluges aus. So können potenzielle Schadstellen zeitgleich direkt erkannt und gemeldet werden.“ Dadurch kann nicht nur eine schnellere Einordnung der kritischen Stellen stattfinden, sondern menschliche Ressourcen können gezielt eingesetzt werden, um Schäden zu eliminieren. Bis zum Projektende 2027 wollen die Forscher mit der Kombination aus Drohne und KI ein zusätzliches Mittel zur Prävention von Hochwasser und Überschwemmungen zur Verfügung stellen.
Über dieses und weitere KI-Projekte informiert der Science Day der Hochschule am 20. November in Magdeburg. Programm und Anmeldung: h2.de/scienceday
Im Überblick
Laufzeit des Projektes: 1.1.2024 bis 31.12.2027
Höhe der Finanzierung: 1.212.214,78 €
Finanziert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz,
Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE)
