Roboter helfen Menschenleben zu retten

Hier lesen Sie über

  • Operations- und Pflegeroboter wird vorbereitet!
  • Such- und Bergeroboter
  • TU Graz. Rettungsroboter
  • Literatur

Computer und Roboter in Medizin und Pflege

Wird gerade vorbereitet. Bitte Geduld.

Such- und Bergeroboter. Vision oder Realität?

Text: Reinhard A. Sudy

Fotos: TU Graz, Reinhard A. Sudy

Roboter entschärfen Bomben und Minenfelder, helfen bei chirurgischen Eingriffen und in der Pflege, arbeiten am Fließband, verrichten Hausarbeit und spielen Fußball. Ersetzen Such- und Bergeroboterdemnächst Einsatzkräfte? Ein aktueller Blick auf die Einsatzmöglichkeiten der Rettungsroboter.

Ein ferngesteuerter Rettungsroboter der TU Graz auf der Fahrt in den Loibltunnel im Rahmen einer länderübergreifenden Großeinsatz-Übung. (Foto: TU Graz)
3D Aufnahme des Roboters bei der Einsatzübung im Loibltunnel. (Foto: TU Graz)

Inhalt

 

Zwischen Science Fiction und Realität

Roboter in den Medien

Such- und Bergeroboter im Rettungseinsatz

Wettbewerbe als Motor

Es wird noch dauern

Zwischen Science Fiction und Realität

 

Seit dem September 1961 erscheinen wöchentlich und ohne Unterbrechung die deutschen Science Fiction Heftromane Perry Rhodan. Sie haben in früher Jugend mein Verständnis von Robotern in ihren unterschiedlichsten, auch menschlichen Formen und mit oft überraschenden Fähigkeiten geprägt. Als wissenschaftliche Disziplin befasst sich heute die Robotik mit der Entwicklung von Robotern, die beispielsweise in der Industrie, in der Raumfahrt und Forschung aber auch in unserem Lebens- und Arbeitsalltag zum Einsatz kommen: Hier helfen sie uns als Haushaltsroboter beim Staubsaugen, Fensterputzen oder Reinigen von Dachrinnen, sie mähen den Rasen oder putzen den Pool. In der Pflege erwartet man sich Hilfe von ihnen und in der Medizin wird die weitere Entwicklung der robotergestützten Chirurgie diskutiert. Intensiv erforscht, entwickelt, getestet und in Wettkämpfen verglichen wird der Einsatz von Robotern im Katastrophen- und Rettungswesen.

Roboter in den Medien

 

Medien-Schlagzeilen über „Roboter“ lassen immer wieder aufhorchen: Hinter der griffigen Überschrift „Rasen-Roboter verursacht Ölalarm“ verbarg sich die Geschichte eines elektronischen Rasenmähers, der sein drahtumzäuntes Arbeits-Revier verlassen und einen Heizölschlauch zerstört hatte, sodass eine beachtliche Erdreichmenge entsorgt werden musste.[i] In die Medien schafften es jüngst auch ein rund 1 Kilogramm schweres und 20 Zentimeter langes, liebevoll cheetah-cub (Geparden-Junges) genanntes „Roboterkätzchen“, das in einer Sekunde fast die siebenfache Körperlänge zurücklegt,[ii] und Lily. Dahinter verbergen sich handflächengroße, intelligente Unterwasserroboter, die als Schwarm eng zusammenarbeiten, Messungen durchführen und in Zukunft selbständig Giftmüll oder anderes im Meer aufspüren sollen.[iii]

 

Such- und Bergeroboter im Rettungseinsatz

 

Etwas größer und mit einer Geschwindigkeit bis zu 30 km/h wesentlich schneller ist da schon Emily. „Emergency Integrated Lifesaving Lanyard" ist der erste vollautomatisierte, batteriebetriebene und 1,60 Meter lange Lebensretterroboter, der in Seenot geratene Schwimmer zurück ans Ufer bringen soll. An den Strand ziehen kann Emily die Geretteten allerdings (noch) eben so wenig wie nach Opfern tauchen.[iv] Leben retten könnte einmal auch der Firefighter Saffir, ein Roboter in Menschengestalt. Dieser Feuerwehrroboter im Teststadium kann Hindernisse überwinden, ausströmendes Gas erkennen und soll auf US-Kriegsschiffen Brandherde bekämpfen und Feuer löschen.[v] Eher einem kleinen Kettenpanzer mit ausklappbaren Greifarmen ähnelt der von einem Wiener Unternehmen entwickelte rote Feuerwehrroboter "taurob tracker", der derzeit von der Wiener Berufsfeuerwehr getestet wird: Robustheit und einfache Handhabung waren zwei wichtige Vorgaben. Er soll dort eingesetzt werden, wo für die Feuerwehrmänner durch Brand-, Einsturz- oder Explosionsgefahr Lebensgefahr besteht, und helfen, die Gefahrensituation aufzuklären. Stiegen, Steigungen bis zu 40 Grad oder Trümmer sind für den wasserdichten Aufklärungsroboter kein Hindernis, der durch eine spezielle Überdruckkonstruktion auch in stark explosionsgefährdete Räume eindringen kann.[vi]

 

Anderes Szenario: Ein verunglückter Reisebus im verrauchten Loibltunnel. Das war die überaus realistische Vorgabe einer grenzüberschreitenden Großübung Im Rahmen des EU-Projekts GOAL für Einsatzkräfte aus der Steiermark, Kärnten und Slowenien im April dieses Jahres.[vii] Mittendrin ein ferngesteuerter, 500 Kilogramm schwerer, rund zwei Meter langer und einen Meter breiter Rettungsroboter bei seinem ersten Praxistest, um zu sehen, wie 3D-Scanner, Wärmebildkameras, Radarsensoren und Farbkameras bei Hitze, Rauch und Feuer funktionieren. „Es kann lebensrettend sein, wenn zuverlässige Daten wie Wärmebildaufnahmen und 3D-Modelle aus dem Tunnelinneren geliefert und damit die Einsatzkräfte vor Ort unterstützt werden können“ erläutert Gerald Steinbauer vom Institut für Softwaretechnologie der Technischen Universität (TU) Graz.[viii] Denn wenn es für die Einsatzkräfte zu gefährlich wird und auch für die Katastrophenschutzbehörden soll der Rettungsroboter wichtige Informationen über Anzahl und Lage der Verletzten, Wege zu ihnen und das Feuer liefern. „Wir haben die Auswertung der Daten und Erfahrungen des ersten Einsatzes unseres Prototypen abgeschlossen, der so viel wie ein Einfamilienhaus gekostet hat, und die Ergebnisse mit den Kollegen der Berufsfeuerwehr Graz besprochen. Diese waren vom Detailreichtum überrascht. Nun bereiten wir uns auf einen nächsten Tunneltest vor“ erklärt Steinbauer: „Es ist eine ideale Möglichkeit, die universitäre Forschung und Ausbildung mit den Erfahrungen und Bedürfnissender der Nutznießer zu verbinden, ohne gleich an die Vermarktung zu denken.“

 

Steinbauers Institut und die Fakultät für Elektrotechnik und Informatik der Universität von Maribor sind Partner im grenzüberschreitenden Projekt „Technologie und Ausbildung für Such- und Bergeroboter“, das sich intensiv mit der Förderung von Ausbildung, Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet mobiler Such- und Rettungsroboter befasst.[ix] Dazu hat dieses Projekt seine Aktivitäten in das Netzwerk der weltweiten RoboCup Initiative integriert.

 

Wettbewerbe als Motor

 

RoboCup ist eine internationale Initiative zur Förderung der Ausbildung und Forschung im Bereich Künstlicher Intelligenz und Robotik mit Wettbewerben in unterschiedlichen Altersklassen (Major und Junior) und Disziplinen wie zum Beispiel Soccer, Dance oder Rescue.[x] In der Rescue Robot League für Forscher und Studierende müssen die Rettungsroboter in einer nachgestellten Katastrophensituation auf ein oder zwei Ebenen einer weitläufigen Konstruktion Hindernisse überwinden, nach Opfern suchen und verschiedene Aufgaben erledigen. Bis zurRoboCup Weltmeisterschaft 2013 in Eindhoven schaffte es Rettungsroboter „MARK“ von der Welser Fachhochschule. Er qualifizierte sich dafür durch den Sieg im Bereich Manipulation bei den RoboCup German Open 2013 in Magdeburg.[xi] Ohne direkten Sichtkontakt gesteuert suchte MARK - der Orientierungskarten des Einsatzgebietes anfertigen, Opfer einzeichnen und diese Daten an eine Einsatzzentrale senden kann - in einer Rescue Arena nach Verletzten und versorgte sie mit Hilfe seines siebenachsigen Roboterarms mit Hilfspaketen.

 

Nur am Rande: Bei den RoboCupJunior Austrian Open 2013 in der Messe Graz im April dieses Jahres zeigten über 400 Nachwuchs-Robotiker das Können ihrer Roboter als Kicker, Tänzer und Lebensretter. Die Rettungsroboter der Schüler mussten einer schwarzen Linie folgen, unterwegs die „Alu-Dosen Opfer“ finden und diese evakuieren.[xii] Ebenfalls einen interessanten und unterhaltsamen Einblick in die Robotik-Welt verspricht ein Besuch der einmal jährlich in Wien stattfindenden RobotChallenge, eine internationale Meisterschaft für selbstgebaute autonome Roboter verschiedenster Disziplinen.[xiii] Und eine wahre Fundgrube für alle Arten und Formen von Robotern ist die bis zum 8. Dezember verlängerte Ausstellung „Roboter. Maschine und Mensch?“ im Technischen Museum Wien. Sie zeigt an Hand „futuristischer Blechmänner, Spielzeugroboter, historischer Automaten und riesiger Industrieroboter“ Geschichte, aktuelle Trends und Visionen der Robotik und setzt sich mit Zukunftsvisionen von künstlichen Menschen und menschlichen Maschinen auseinander.[xiv] Es tut sich also ungemein viel in der „Roboterszene“.

 

Es wird noch dauern

 

Die Zusammenarbeit von Forschern mit Einsatzkräften und Katastrophenschutzbehörden hilft, Schwierigkeiten und Risiken eines Einsatzes von Rettungsrobotern in Gefahrenbereichen bewusst zu machen und die Möglichkeiten neuer Technologien zu nutzen.Bis zur Massenproduktion von ferngesteuerten oder autonomen Rettungsrobotern, die ihre Such- und Bergungsaufgaben umfassend erfüllen können, und zum Routineeinsatz durch Einsatzkräfte und Katastrophenbehörden ist der Weg aber doch noch weit.

 

[i] Hedwig Savoy: Rasen-Roboter verursacht Ölalarm. Kronen Zeitung. 13. Juni 2013. Seite 14 f.

[ii] Schweizer bauten Roboterkatze. ORF eins Teletext. Multimedia News. 18. Juni 2013. Seite 462.

[iii] Norbert Swoboda: Mit Schwärmen gegen Giftmüll. Kleine Zeitung. 9. Juli 2013. Seite 20.

[iv] Frank Siering: Baywatch mit Düsenantrieb. Rettungsroboter „Emily“. 23. November 2010. http://www.stern.de/wissen/technik/rettungsroboter-emily-baywatch-mit-duesenantrieb-1626837.html.

[v] Roboter als Feuerwehrmann. DER SPIEGEL  12/2012. 19. März 2012. Seite 125.

[vi] David Kotrba: Roboter-Unterstützung für die Feuerwehr. 4. April 2013.

http://futurezone.at/digitallife/14940-roboter-unterstuetzung-fuer-die-feuerwehr.php.

[vii] http://www.siz.cc/file/download/GOAL-Folder-de1.pdf.

[viii] Medieninfo der TU Graz vom 10. April 2013 und http://www.robocup.tugraz.at/robocup/Main_Page.

[ix] Die Sensorik des im Rahmen des Projekts TEDUSAR (Technology and Education for Search and Rescue Robots) entwickelten Rettungsroboters stammt von der TU Graz und der Universität Maribor, die eng im Bereich Rettungsrobotik kooperieren. Der Unterbau des Rettungsroboters wurde von der deutschen Fraunhofer Gesellschaft gemeinsam mit der progenoX GmbH und armasuisse entwickelt.

http://www.tedusar.eu/cms/.

[x] http://www.robocup.org und http://www.robocup.at.

[xi] http://www.robocupgermanopen.de/de/major/rescue sowie http://www.robocup2013.org/ und Welser FH-Rettungsroboter gewinnt German Open. Futurezone. 13. Mai 2013. http://futurezone.at/digitallife/15825-welser-fh-rettungsroboter-gewinnt-german-open.php.

[xii] http://robocupjunior.at.

[xiii] http://www.robotchallenge.org:Robotchallenge ist dievon der Österreichischen Gesellschaft für Innovative Computerwissenschaften (INNOC) veranstaltete internationale Meisterschaft für selbstgebaute autonome Roboter.

[xiv] http://www.technischesmuseum.at/ausstellung/roboter.

 

Stand: Herbst 2013.

Gekürzt und geringfügig geändert veröffentlicht: Science Fiction oder Realität? In: Das österreichische Gesundheitswesen - ÖKZ. Ausgabe 8 - 9/2013. Seite 54 - 56.

Rettungsroboter der TU Graz im Sensorik Test

Der ferngesteuerte Rettungsroboter der TU Graz ist auch wintertauglich. (Foto: © progenoX)

April 2013. Einsatzkräfte aus der Steiermark, Kärnten und Slowenien übten am 12. April 2013 die Alarmierung, die Kommunikation zwischen den beiden Portalen des Loibltunnels, die Wasserzuleitung und die Zufahrt der Einsatzkräfte unter realen Bedingungen: Annahme war ein verunglückter Reisebus in einem verrauchten Tunnel. Mittendrin war ein ferngesteuerter Rettungsroboter der TU Graz. Für ihn war diese grenzüberschreitende Großübung der erste Praxistest für die Spezialsensoren.


Sensorik auf dem Prüfstand
Mit dem Einsatz des Rettungsroboters in einem verrauchten Tunnel testeten die Forscher der TU Graz unterschiedliche Spezialsensoren. Sie wollten wissen, wie 3D-Scanner, Wärmebildkameras, Radarsensoren und Farbkameras bei Hitze, Rauch und Feuer funktionieren. „Es kann lebensrettend sein, wenn zuverlässige Daten wie Wärmebildaufnahmen und 3D-Modelle aus dem Tunnelinneren geliefert und damit die Einsatzkräfte vor Ort unterstützt werden können“ erläuterte Gerald Steinbauer vom Institut für Softwaretechnologie der TU Graz.

 

Kooperation im Projekt TEDUSAR
Die Sensorik stammt von der TU Graz und der Universität Maribor, die im Rahmen des Projekts TEDUSAR (Technology and Education for Search and Rescue Robotics) eng im Bereich Rettungsrobotik kooperieren. Der Unterbau des Rettungsroboters wurde von der deutschen Fraunhofer Gesellschaft gemeinsam mit der progenoX GmbH und armasuisse entwickelt.

 

Weitere Informationen und Rückfragen

TEDUSAR: www.tedusar.eu/cms/
TU Graz - Mitglied der TU Austria: www.tuaustria.at/

Ass.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Gerald Steinbauer
Institut für Softwaretechnologie an der TU Graz
Tel.: 0316 873 - 5476; 5723
Mobil: 0664 16 88 926
E-Mail: steinbauer@ist.tugraz.at

 

 

Quelle: Medieninfo der TU Graz vom 10. April 2013.

Fachliteratur & Webseiten

Catarina Caetano da Rosa. Operationsroboter in Aktion

 

2014. Hohe Erwartungen wurden mit den ersten Robotern zur Unterstützung von Hüft- und dann Knieoperationen geweckt: Der Knochen sollte mit ihrer Hilfe noch präziser ausgefräst  und dadurch die Lebensdauer der Implantate verlängert werden. Schon die Namensgebung „Robodoc“  für den ersten US-amerikanischen Hüftoperationsroboter war schlichtweg genial. Dieser und etwa zehn Jahre später der deutsche CASPAR waren Mitte der 1990er bis in die Anfänge der 2000er Jahre  in deutschen Kliniken im Einsatz.

Die Autorin rekonstruiert in ihrer Studie den überaus interessanten Innovationsprozess der Operationsroboter sowohl im anglophonen als auch im deutschsprachigen Raum und heftet sich auf die Spuren der Akteursgruppen (Ingenieure und Medizintechniker, Ärzte und Patienten, Medien und Öffentlichkeit) dieser medizintechnischen Entwicklung. Der Einfluss und die wechselnde Rolle der Medien werden ebenso tiefgreifend dargelegt wie die unterschiedlichen Standpunkte und Wahrnehmungen von Medizinern und Patienten, die letzten Endes wachsende Zahl gerichtsanhängiger Streitfälle und die Abkehr von diesen Operationsrobotern in deutschen Spitälern. Die Abbildung 30 belegt dazu sehr gut nachvollziehbar die einzelnen Phasen und die Kontroversen der Entwicklung dieser umstrittenen operationstechnischen Neuerung in ihrem zeitlichen Verlauf. Die lehrreiche, spannende und umfassende Auseinandersetzung mit einer roboterunterstützten medizintechnischen Innovationen macht neugierig auf Perspektiven für die Zukunft, bei uns oder anderswo.

 

Operationsroboter in Aktion. Kontroverse Innovationen in der Medizintechnik.

transcript Verlag. Science Studies. Bielefeld 2013. € 34,80.

Empfehlen Sie diese Seite auf:

power&health - Sabine Dunkler | Ihr Studio für Fitness & Gesundheit in Graz!

Radetzkystraße 9, 8010 Graz

Tel. 0664 85 37 467

Mo - Fr  von 06:30 bis 19:00

sowie nach Vereinbarung