Safety as a Service - Projekt Spot-KI und „feir“: Northdocks entwickelt mit KI und virtueller Realität neue Lösungen für Kundenanforderungen

Roboterhund Spot kann man auch als Künstliche Intelligenz auf vier Beinen beschreiben. Er ist agil und autonom, bewegt sich sicher auf jedem Terrain und kann mit vielen unterschiedlichen Funktionen ausgestattet werden. Damit ist Spot die ideale Basis für eine neue KI-Lösung, an der das Kieler Digitalunternehmen Northdocks aktuell forscht – in Zusammenarbeit mit weiteren Projektbeteiligten und mit Begleitung des KI-Transfer-Hub Schleswig-Holstein. Auch im Northdocks-Projekt „feir“, das neue Wege in der Ausbildung von Feuerwehr- und Rettungskräften aufzeigt, kommt KI zum Einsatz.

2009 als Science Outreach der Fachhochschule Kiel von Joachim Perschbacher und Patrick Reschke gegründet, versteht sich Northdocks als Spezialist für Datenvisualisierung und virtuelle Trainingsanwendungen. „Gestartet ist das Unternehmen mit 3D-Visualisierungen von virtuellen Räumen, beispielsweise mit einem Galaxiendurchflug für ein Planetarium oder einem 3D-Abbild im Überflug eines Chemiewerks“, sagt Silas Fuchs, Projektmanager bei Northdocks. „Wir haben es immer als eine unserer Aufgaben angesehen, große Datenmengen verständlich darzustellen und diese für alle zugänglich zu machen. Dieser Daten wird man irgendwann nur noch mittels KI Herr, auch wenn KI nicht das Allheilmittel ist. KI ist für mich kein Selbstzweck, sondern ein Werkzeug.“

Als Dienstleistung bietet Northdocks die Erstellung digitaler Abbilder, so genannter Digitaler Zwillinge, an, die zum Beispiel auch beim Sicherheitstraining für Werksfeuerwehren zum Einsatz kommen. Ziel ist es hierbei, Betriebe und Einsätze sicherer und effizienter zu gestalten, indem digitale Abbilder von Anlagen und Gebäuden interaktiv nutzbar gemacht werden. Mit einer Weiterentwicklung der Digitalen Zwillinge hin zu einer Virtual-Reality-Umgebung macht Northdocks Schulungen und Trainings für Bereiche möglich, die sonst schwer oder nur unter Lebensgefahr zugänglich sind.

Projekt „feir“: Mit KI realitätsnah üben

Der Projektname „feir“ steht als Abkürzung für „Führungsausbildung für Einsatzkräfte mittels intelligenter virtueller Realitäten“. Führungskräfte bei der Feuerwehr müssen bei der Ersterkundung eines Gebäudes binnen Sekunden entscheiden, was das richtige Vorgehen ist. Von dieser Entscheidung hängen Menschenleben ab. Bisherige Trainings, die eine Situation beispielsweise aus der Vogelperspektive zeigen, entsprechen nicht der Realität am Einsatzort und bereiten auf einen „echten“ Einsatz nur unzureichend vor. Ziel des Projekts „feir“ ist die Entwicklung einer virtuellen Trainingsplattform, die individuelle Lernerfahrungen ermöglicht und sozusagen mitdenkt: Die Einsatzkräfte erkunden das virtuelle Gebäude, während die Künstliche Intelligenz im Hintergrund bereits die Daten der Erkundung auswertet, zum Beispiel welche Gefahren erkannt und nicht erkannt wurden. Auf dieser Datenbasis wird dann das nächste Lernniveau erstellt.

Das Forschungsprojekt „feir“ wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderprogramms „Forschung für die Zivile Sicherheit“ mit rund 1,8 Millionen Euro über drei Jahre (09/2022 – 08/2025) gefördert. Beteiligt ist ein Konsortium aus zwei Forschungseinrichtungen und drei innovativen Unternehmen in enger Zusammenarbeit mit den Verbänden der Gefahrenabwehr.

Projekt Spot-KI: Neue Aufgaben für Spürhund Spot

Die lückenlose Überwachung der operativen Sicherheit von großtechnischen Anlagen, beispielsweise in der petrochemischen Industrie, ist eine technische Herausforderung. Manche Firmengelände erstrecken sich über mehrere Quadratkilometer, sodass eine Überwachung durch Service-Personal nahezu unmöglich ist. Auch die vollständige Ausstattung derartiger Anlagen mit Sensoren ist nicht immer möglich. Im Fall einer unklaren Störung besteht zudem das Risiko der Freisetzung von Schadstoffen.

Einer der Beteiligten des Projekts Spot-KI ist die Firma B2-Sensors. Mit Boston Dynamics, die den Roboterhund vor einigen Jahren auf den Markt gebracht haben, ist B2-Sensors bereits in Gesprächen über die Integration eines neuartigen, hochempfindlichen Multigas-Sensors in Spot. Dieser im Rahmen eines Helmholtz-Validierungsprojekts in Kiel entwickelte Sensor ist in der Lage, bis zu 64 beliebige Gase zeitgleich mit einer Auflösung im ppb-Bereich zu messen. Durch die Integration des Gas-Sensors lässt sich zusammen mit den optischen „on-board“-Sensoren schnell ein einfaches mobiles Frühwarnsystem erstellen, das autonom große Areale überwachen kann.

„Spot kann aber noch mehr“, sagt Silas Fuchs. „Er erkennt mögliche Veränderungen in der physischen Umgebung der Anlage und meldet nicht dokumentierte Zustandsänderungen. Schon beim Auftreten von geringfügigen Veränderungen der lokalen Gesamtzusammensetzung von Gasen kann er selbständig damit beginnen, aktiv nach der Quelle einer möglichen Leckage zu suchen. Spot wird so zum intelligenten Spürhund.“ Hierbei hilft der digitale Zwilling, der Auskunft über die jeweiligen Komponenten nach ihrem möglichen Ursprungsort in der Anlage räumlich verorten kann.

KI als neue Technologie zugänglich machen

Seit März 2021 begleitet der KI-Transfer-Hub Schleswig-Holstein das Projekt Spot-KI im Kontext der Anwendung der KI-Förderrichtlinie. „Die Beteiligten am Projekt, Northdocks, B2-Sensors und Brückmann Consult, entwickeln gemeinsam eine KI-Lösung, die sehr vielseitig einsetzbar ist und selbständig Probleme löst“, sagt Leonid Kock, Projektleiter des KI-Transfer-Hub Schleswig-Holstein. „Das große wirtschaftliche Potenzial, das sich dadurch für den Kunden eröffnet, ist sehr interessant. Das wollen wir zeigen und ermuntern, in diese Richtung zu denken. Auch deshalb ist Spot-KI ein gutes Beispiel für unsere Arbeit.“

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