Der Beruf des Feuerwehrmanns, einer der beliebtesten weltweit, erwartet einen Zustrom ungewöhnlicher Helfer. Sie reichen von einem Spielzeug-Kombi bis zu einem zwei Tonnen schweren, panzerähnlichen Fahrzeug der Armee, das 2.500 Gallonen Wasser pro Minute ausstößt. Einige bewegen sich auf Gummireifen, andere auf Schienen, wieder andere fliegen. Alle sind Roboter. Während jedes Jahr mehr als 3.000 Amerikaner bei Bränden ums Leben kommen, darunter etwa 80 Feuerwehrleute, sind diese hochmodernen Technologien in der Lage, in brennende Gebäude einzudringen, die für Menschenleben zu gefährlich sind. Sie dringen in verqualmte Räume ein, in denen die Luft für die menschliche Lunge giftig ist. Sie sind oft viel schneller, leistungsfähiger und wendiger als die Feuerwehrleute, mit denen sie zusammenarbeiten.
Sowohl autonome als auch ferngesteuerte Geräte können Leben retten.
Derzeit werden die meisten der eingesetzten Maschinen ferngesteuert, aber die Entwickler arbeiten jetzt an der Entwicklung von "intelligenten" mobilen Robotern, die ihre eigenen Entscheidungen treffen können. Autonom oder nicht, niemand erwartet, dass Roboter den Menschen bei der Brandbekämpfung ersetzen werden. Roboter sind Assistenten, die die Risiken für die Feuerwehrleute verringern können. Angesichts der Tatsache, dass in Amerika jedes Jahr mehr als 350.000 Häuser brennen und der Klimawandel täglich zu 10.000 Waldbränden weltweit beiträgt, können Roboter die Feuerwehrleute, die brennende Grundstücke betreten oder steile Berghänge hinaufklettern müssen, entlasten. Die größte Herausforderung für diese Maschinen ist die mangelnde Bereitschaft der Behörden, in die Entwicklung von Geräten zu investieren, die speziell für diese verschiedenen Anforderungen konzipiert sind.
Mobile Feuerlöschroboter könnten erschwinglich sein
Universitätsstudenten haben einen der günstigsten Roboter gebaut, die bisher aus leicht verfügbaren Materialien entwickelt wurden. Es ist eine unscheinbare Maschine, die wie ein Bolide aussieht und einen Wasserbehälter und einen PC von der Größe eines Schuhkartons trägt. Er bewegt sich, ohne gegen Hindernisse zu stoßen, indem er Informationen von eingebauten Sensoren nutzt. Der Roboterarm ragt knapp über das Fahrgestell hinaus und kann an verschiedenen Stellen gebogen werden, einschließlich des oberen Ellbogens, der sich in Winkeln biegen lässt, die für menschliche Gliedmaßen unmöglich sind. Der Arm ist mit einem Aufsatz und einer temperaturempfindlichen Kamera ausgestattet, die Tiefe und Farbe misst. Bei einer kürzlich durchgeführten Demonstration hielt der Roboter in einer Türöffnung inne, um die räumliche Umgebung zu beurteilen, und drehte sich dann an Ort und Stelle, um den Raum zu untersuchen. Das Ende des Arms ist schwenkbar, um Oberflächen auf der Suche nach einer Wärmequelle abzutasten.
Wenn der Roboter den Brand entdeckt, richtet er die Düse aus und spritzt Wasser auf den Brandherd. Nach dem Löschen des Feuers hält der Roboter in einer Wasser- oder Schaumpfütze inne, als ob er sich feierlich verbeugen würde. Kürzlich gewann er den Mohammed bin Zayed 2021 International Robotics Competition. Diese preisgünstige Maschine ist einzigartig, weil die studentischen Entwickler Hardwarekomponenten mit intelligenter Software kombinieren. Die Studenten haben gezeigt, dass ein autonomer Feuerlöschroboter für etwa 40 000 bis 50 000 Dollar gebaut werden kann - sogar für 10 000 Dollar, wenn billigere Komponenten verwendet werden. Das ist oft weniger als der Preis einiger derzeit eingesetzter Feuerwehrroboter. Dieses autonome Gerät wurde jedoch noch nicht unter natürlichen Brandbedingungen getestet. Sein großes Problem ist seine Mobilität. Es ist möglich, den Roboter so zu programmieren, dass er um Leitern herumfährt oder Rückwärtssaltos macht. Aber die Anpassung an Hindernisse oder unebenes Gelände ist immer noch schwierig.
Ein Feuerlöschroboter im Einsatz bei der Feuerwehr von Los Angeles
Robotics Systems 3 (RS3), ein von Menschen gesteuerter Roboter, wird derzeit von der Feuerwehr von Los Angeles eingesetzt. Er hat bereits einige reale Mobilitätsprobleme gelöst und seine Effektivität bewiesen, indem er Schläuche über steile Anstiege gezogen und sogar Schläuche aus dem Schlamm gezogen hat. Der RS3, der in Amerika hergestellt wird, kostet 300.000 Dollar und wird von der Stiftung der Feuerwehr finanziert. Er wiegt 3.500 Pfund, hat eine massive gelbe Pflugnase, panzerähnliche Laufflächen und eine Düse, die Wasser mit einer höheren Geschwindigkeit ausstößt als ein typischer Feuerwehrschlauch. Der RS3 ist weniger anfällig als seine Pendants bei der Feuerwehr, aber er muss trotzdem von einem Menschen bedient werden. Aus einer sicheren Entfernung von 900 Fuß kann der Bediener das Video beobachten und Temperaturinformationen von 4 Kameras erhalten, die die Umgebung des Roboters überwachen. Eine an der Düse montierte Kamera zeigt, wohin der Wasserfluss gerichtet ist. Eine andere Kamera nutzt Wärmebilder, um dem Bediener zu helfen, mögliche Opfer zu lokalisieren. Im Gegensatz zu dem autonomen Studentenroboter verarbeiten die Menschen, die den RS3 und andere kontrollierte Roboter steuern, die erhaltenen Informationen und treffen Entscheidungen auf der Grundlage der Rohdaten. Dadurch unterscheiden sich der RS3 und andere von Menschen gesteuerte Roboter von dem von Studenten entworfenen Projekt. Er kann Feuerwehrleute nicht vollständig ersetzen. Im Gegenteil, er ist ein Werkzeug, das es dem Menschen ermöglicht, eine wirksame Strategie zu wählen, ohne sein Leben zu riskieren.
Einsatz von Drohnen bei der Brandbekämpfung
Angesichts der stetig wachsenden Zahl von Waldbränden im amerikanischen Westen begann der U.S. Forest Service in den frühen 2000er Jahren mit dem Einsatz ferngesteuerter Löschtechnik. Das Programm wurde 2018 gestartet, nachdem es seit 2010 zu vier Hubschrauberabstürzen mit Feuerwehrleuten gekommen war. Es war an der Zeit, eine neue Technologie einzusetzen, um Leben zu retten. Wenige Jahre nach dem Einsatz von Drohnen zur Erfassung von Branddaten hat die Abteilung ihr Arsenal um Dragonballs erweitert. Die ferngesteuerten Fluggeräte werfen tischtennisballgroße Kugeln ab, die mit zwei Substanzen gefüllt sind: Kaliumpermanganat und Glykol. Sie dringen in den Boden ein, wo es zu einer chemischen Reaktion kommt, bei der kleine, gezielte Brände ausgelöst werden. Ihr Einsatz soll dem Feuer seine natürliche Rolle in der Natur zurückgeben, wo es dazu beiträgt, die Waldbrennstoffe auf ihrem optimalen Niveau zu halten. Seit Beginn des Programms hat der Forstdienst mit Hilfe von Dracheneiern etwa 200.000 Hektar absichtliche Brände ausgelöst. Im vergangenen Sommer nutzte die Behörde diese Strategie, um natürliche Brände zu bekämpfen. Eines Nachts flogen Drohnen über ein speziell ausgewähltes Gebiet des fast eine Million Hektar großen Dixie Fire in Kalifornien. Sie warfen Brandkugeln auf einen Berghang kurz vor dem herannahenden Feuer ab, um ein so genanntes Gegenfeuer auszulösen. Die Zündkugeln fielen allmählich den Berg hinunter, verbrannten das brennbare Gemisch und schufen einen Bereich, der die Ausbreitung des Feuers verhinderte. Sobald sich die Flammen bis auf 30 Fuß an die Stadt heranbewegten, konnten die Feuerwehrleute am Boden sie sicher löschen und die Häuser schützen.
Dieser hochspezialisierte Betrieb wird durch die Vorschriften der US-Luftfahrtbehörde (Federal Aviation Administration) eingeschränkt, die vorschreiben, dass sich der Bediener innerhalb eines Radius von 2 Meilen um das ferngesteuerte Fluggerät aufhalten muss. Laut Gesetz müssen einige Drohnen eine Sichtverbindung zwischen dem Bediener und dem fliegenden Gerät gewährleisten. Der Einsatz von Drohnen mit autonomer Steuerung erhöht die Reichweite und bietet den Feuerwehrleuten einen noch besseren Schutz. Da die Zunahme der Waldbrände in den letzten Jahren die herkömmlichen Methoden der Brandbekämpfung in Frage gestellt hat, haben Forscher auch begonnen, mit ferngesteuerten Flugzeugen zu experimentieren, die Wasser und andere Löschmittel auf den Boden abwerfen. Eine Gruppe von autonomen Drohnen, von denen jede eine Nutzlast von 100 Pfund tragen kann, wird in der Lage sein, ein Feuer in einem einzigen Angriff zu löschen. Diese Geräte können sowohl bei Tag als auch bei Nacht, bei dichtem Rauch und ohne die Notwendigkeit einer nahe gelegenen Wasserquelle eingesetzt werden.
Mobile Feuerlöschroboter eines europäischen Entwicklers
Da Brände immer wieder Menschenleben fordern und Sachschäden verursachen, sind mobile Roboter unverzichtbar, um die Sicherheit der Feuerwehrleute zu gewährleisten und Brände aller Größenordnungen erfolgreich zu löschen. Die Firma LeoTronics aus der Slowakischen Republik entwickelt Roboter, die ferngesteuert werden können und über KI für autonomen Betrieb verfügen. LeoTronics' TrackReitar FFL Feuerroboter hat einen Feuermonitor mit bis zu 4.800 Litern pro Minute, der Industriebrände bekämpfen kann, und Wärmekameras mit künstlicher Intelligenz, um die Branderkennung sicherzustellen. LeoTronics' Flotte von Feuerlöschrobotern deckt alle Aspekte der Sicherheit ab. Sie kann Brände auf Fracht- und Seeschiffen verhindern, Brände in brandgefährdeten Gebieten und auf Flughäfen löschen, den Brandschutz in weitläufigen Anlagen wie Ölraffinerien und Chemiewerken gewährleisten und Bohrinseln sichern.