Autonomes Unterwasserfahrzeug

Schwimmender Rettungsroboter

In Schwimmbädern und an Badeseen in Deutschland fehlen ausgebildete Bademeister. Abhilfe könnte ein schwimmender Rettungsroboter schaffen, der das Personal künftig bei Notfällen unterstützen soll. Ein Forscherteam des Fraunhofer-Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB hat das Unterwasserfahrzeug mithilfe des Wasserrettungsdienstes Halle entwickelt.

Fast 420 Menschen sind nach Angaben der Deutschen Lebens-Rettungs-Gesellschaft DLRG im Jahr 2019 ertrunken. Die meisten davon verloren ihr Leben in Binnengewässern. Aber auch in Schwimmbädern kam es zu Unfällen mit tödlichem Ausgang. Ein Grund dafür sind die fehlenden ausgebildeten Bademeister. Dem DLRG mangelt es an Nachwuchs bei Rettungsschwimmern. Abhilfe schaffen will ein Forscherteam des Institutsteils für Angewandte Systemtechnik AST des Fraunhofer IOSB. Ein Wasserroboter soll Bademeistern und Rettungsschwimmern zur Seite stehen und Schwimmende in Not retten. Bei der Entwicklung des autonomen Systems nutzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ihre jahrelange Expertise im Bereich der Unterwasserrobotik.

„Es gibt typische Körperpositionen, an denen man erkennt, dass sich jemand in Gefahr befindet“, erklärt Informatiker Helge Renkewitz, der das abgeschlossene Projekt in enger Zusammenarbeit mit dem Wasserrettungsdienst Halle geleitet hat. Das Vorhaben wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWi gefördert. An der Hallendecke angebrachte Überwachungskameras registrieren die Bewegungsmuster und Position des Ertrinkenden im Becken und senden die Koordinaten an den Roboter. Dieser befindet sich, vor fremden Augen geschützt, in einer Dockingstation am Boden des Schwimmbeckens, die sich im Notfall öffnet. Hat das Fahrzeug sein Ziel erreicht, ortet es mithilfe von Kameras die gefährdete Person und befördert diese an die Wasseroberfläche. Eine Fixier- und Fangvorrichtung verhindert, dass leblose Körper beim Auftauchen herunterrutschen. Diese Vorrichtung lässt sich auch auf andere Unterwasserfahrzeuge montieren.

Tests erfolgreich abgeschlossen

An Badeseen übernehmen Flugdrohnen und Zeppelinsysteme die Aufgabe der Überwachungskameras. Für die Rettung im Badesee, wo das Wasser trübe ist, muss das Unterwasserfahrzeug anstelle von optischen mit akustischen Sensoren ausgestattet sein. Mithilfe des Echos der Schallwellen lassen sich Lage und Ausrichtung von Personen so exakt bestimmen, dass der Roboter die Zielperson autonom ansteuern und aufnehmen kann.

Dass das in der Praxis funktioniert, konnten die Forscher in Freiwassertests im Hufeisensee bei Halle (Saale) demonstrieren: Ein in 3m Tiefe abgelassener, 80kg schwerer Dummy wurde von dem Rettungsroboter aufgenommen, fixiert, innerhalb einer Sekunde an die Wasseroberfläche befördert und auf dem kürzesten Weg eine Strecke von 40m zurück zum Ufer gebracht. Ein Signal alarmiert diese sofort, wenn der Roboter über einen Notfall informiert wird.

Stromlinienförmiges Design

Das aktuelle System, das mit Batterien, Antrieb, Kameras, optischen und Navigationssensoren ausgestattet ist, misst 90cm in der Länge, 50cm in der Höhe und 50cm in der Breite. Ziel von Renkewitz‘ Team ist es, das Rettungssystem weiter zu miniaturisieren und in verschiedenen Versionen für den Einsatz in Schwimmbädern und im Binnengewässer zu bauen. Es soll kleiner, leichter und kostengünstiger ausfallen als der bisherige Prototyp, der auf einem bereits existierenden Unterwasserfahrzeug basiert. Der künftige Roboter soll stattdessen das stromlinienförmige Design eines Rochen haben.