Mittwoch, 14.05.2025

Forschung

Bessere Seenotrettung mit Hilfe von KI

Forschende der Universität zu Lübeck entwickeln Technologien, mit denen Menschen in Notfallsituationen im Wasser schneller erkannt werden können

Das Forschungsprojekt „Positionserkennung und AI-basierte Detektion in der Offshore-Notfallrettung“ (PosAIdon) verfolgt das Ziel, moderne Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) mit innovativen Sensortechnologien zu kombinieren. Mit den technischen Anwendungen werden dann Such- und Rettungskräfte in Hubschraubern unterstützt, die Menschen in akut bedrohlichen oder medizinischen Notfallsituationen auf See helfen können.

Der Einsatz von Hubschraubern oder auch unbemannten Flugzeugen ermöglicht eine effiziente Suche in großen Gebieten - zum Beispiel nach Naturkatastrophen, in unwegsamen und schwer zugänglichen Regionen sowie auf hoher See. Diese komplexe Aufgabe ist jedoch höchst anspruchsvoll, da widrige Wetterbedingungen, schlechte Sichtverhältnisse und die Umgebungsdynamiken die Identifizierung von Personen erheblich erschweren können. Zur Unterstützung der Such- und Rettungskräfte (SAR) bei der Suche nach Personen sollen daher in Zukunft verstärkt KI-gestützte Assistenzsysteme eingesetzt werden.

Menschenleben retten

„Für uns ist es hochgradig spannend mit unserer Forschung dabei zu unterstützen, Menschenleben auf See zu retten. Damit leisten wir einen Beitrag zur Sicherheit in der Küstenregion“, sagt Prof. André Calero Valdez vom Institut für Multimediale und Interaktive Systeme der Universität zu Lübeck.

Das Bundesministerium für Verteidigung unterstützt das Vorhaben durch die Finanzierung von folgenden Personalstellen: zwei wissenschaftliche Mitarbeitende, zwei wissenschaftliche Hilfskräfte und eine studentische Hilfskraft. Das Team besteht aus Forschenden aus den Bereichen Medieninformatik, Psychologie und Informatik. Bei der Rettung von Menschen in Seenot ist das Verteidigungsministerium mit Hubschraubern beteiligt, wenn zivile Such- und Rettungskräfte an ihre Grenzen stoßen. Projektpartner ist zudem die Wehrtechnische Dienststelle für Schiffe und Marinewaffen, Maritime Technologie und Forschung in Eckernförde.

Im Detail geht es um die Entwicklung und den Einsatz von KI-Algorithmen, die in der Lage sind, Personen auf Basis heterogener Datenquellen (z. B. Elektro-Optische- und Infrarot-Bilder) zuverlässig zu erkennen, ihre Position zu bestimmen und entscheidende Kontextinformationen für die Rettungskräfte abzuleiten. Dazu werden moderne Machine-Learning-Ansätze, wie You Only Look Once (YOLO), auf umfangreichen Trainingsdatensätzen trainiert, um die Robustheit, Sensitivität und Präzision der Erkennung kontinuierlich zu steigern und somit die Effektivität der Rettungseinsätze zu erhöhen.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Erstellung und Untersuchung synthetischer Daten unter Einsatz einer Simulationsumgebung am Computer. Das daraus resultierende Machine-Learning-Modell wird dann in der Nordsee eingesetzt. Durch eine Simulation lassen sich kontrollierte und vielseitige Trainingsszenarien generieren, die nicht nur dabei helfen, Verzerrungen im Datenmaterial zu minimieren und die Algorithmen gegenüber unterschiedlichen Einsatzumgebungen zu stärken, sondern auch umfangreiche Stimuli für verhaltenspsychologische Studien bereitstellen. Diese können dazu beitragen, die Entscheidungs- und Wahrnehmungsprozesse der Retter*innen besser zu verstehen, um die Usability des entwickelten Systems zu optimieren.

Die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Forschenden und Katastrophen- und Notfallmanagement (durch SAR-Leitstelle See der Bundeswehr und der SAR-Staffel des Marinefliegergeschwaders 5) schafft ein umfassendes Verständnis für die nutzendenzentrierte Gestaltung von interaktiven Bildschirmen, zum Beispiel auf einem Tablet, welches in einem Hubschrauber bei einem Rettungseinsatz verwendet werden kann. Das Projekt läuft noch bis Dezember 2026.