Verbundpartner

Die Feuerwehr Dortmund (FwDO) – als Verbundkoordinator – wird durch das In-stitut für Feuerwehr- und Rettungstechnologie (IFR) vertreten, das seit 2001 im Bereich der zivilen Sicherheit zur Verbesserung der Technologie und der Konzepte im Feuerwehrwesen und des Katastrophenschutzes forscht. Seit 2008 ist das IFR kontinuierlich an nationalen und europäischen Projekten zur Erforschung der Einsatztauglichkeit und des Nutzens von Robotersystemen mit Schwerpunkt UAVs bzw. UGVs beteiligt.
Die Anwendbarkeit und Praxisnähe der durchzuführenden und durchgeführten Entwicklungen ist der Fokus der FwDO im Projekt A-DRZ. Durch die Rolle des Koordinators, die Beteiligung in der Mehrzahl der Arbeitspakete sowie die Verantwortung für die Szenariospezifikation, die Testflächen und die Anwendungsfelder, stellt die FwDO das Projekt unter ein anwender-orientiertes Monitoring – sowohl für den wissenschaftlichen Bereich als auch die Industriepartner.

Der Lehrstuhl für Kommunikationsnetze der TU Dortmund (TUDO) erforscht seit 2005 zuverlässige Kommunikationsnetze und -dienste für sogenannte Cyber-Physikalische Systeme (CPS), insbesondere auch im Bereich der zivilen Sicherheitsforschung. Im Vordergrund steht dabei die Leistungsbewertung und -optimierung von Mobilfunknetzen, aktuell vor allem im Kontext zukünftiger 5G Systeme. Die Forschungsergebnisse des Lehrstuhls wurden vielfach ausgezeichnet, u.a. mit 9 „Best Paper Awards“ internationaler Konferenzen.
Ein international besonders sichtbarer Schwerpunkt ist das Forschungsfeld der drahtlosen Vernetzung von Flugrobotern für den Einsatz in der Rettungsrobotik, wie sie beispielhaft in den Forschungsprojekten AIRSHIELD, ANCHORS und LARUS unter Federführung bzw. Beteiligung des Lehrstuhls für unterschiedliche Szenarien (Groβbrand, Seenotrettung, etc.) erforscht wurde und wird. So übernimmt der Lehrstuhl für Kommunikationsnetze auch im Zuge des Aufbaus des Deutschen Rettungsrobotikzentrums die Leitung der Arbeiten zur robusten drahtlosen Vernetzung von Robotiksystemen unter besonderer Berücksichtigung der herausfordernden Bedingungen eines Rettungseinsatzes.

Die Fachhochschule Dortmund (FHDO) ist mit den beiden Fachbereichen Informatik und Maschinenbau sowie dem „Institut für die Digitalisierung von Arbeits- und Lebenswelten“ (IDiAL) beteiligt. An der FHDO werden zusammen mit Anwendern aus der industriellen Praxis Robotersysteme für unterschiedliche Anwendungsfelder transdisziplinär erforscht. Beispiele dafür sind die Projekte „Entwicklung von omnidirektionalen fahrerlosen Transportfahrzeugen“ (2011-2014) und „MULTILOK – Selbstlokalisierung mobiler bodengebundener Systeme basierend auf Multisensordatenfusion“ (2014-2016), die beide vom BMWi im Programm ZIM gefördert wurden. Weiterhin wurden im Industrieauftrag mehrere Robotersysteme prototypisch entwickelt, die zum Teil bereits vom Auftraggeber zum Produkt weiterentwickelt und erfolgreich vermarktet wurden. Beispiele aktuell laufender Forschungsprojekte sind „Software4Robots – Komplexe Robotiksoftware in der Zivilen Sicherheit“ (BMBF, Programm „IngenieurNachwuchs – Kooperative Promotion“) und „IMeRo – Individuelle Mensch-Roboter-Kooperation für die Arbeitswelt im demografischen Wandel“ (MIWF NRW, Programm FH-Zeit für Forschung). Im Projekt Software4Robots werden Architekturen, Werkzeuge und Methoden für die Entwicklung komplexer Robotersoftware für Anwendungen in der zivilen Sicherheit erforscht. In Kooperation mit dem CITEC17 der Universität Bielefeld sowie dem JPL des „California Institute of Technology (caltech)“ und weiteren Partnern wird aktuell ein Doktorandenaustauschprogamm „Advanced Autonomous Robotics Programme“ aufgebaut.

Das Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme (IAIS) gehört zu den führenden Einrichtungen für angewandte Forschung im Bereich der Datenanalyse und Wissenserschlieβung. Mit rund 250 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern bündelt das Fraunhofer IAIS Kompetenzen verschiedenster wissenschaftlicher Disziplinen, insbesondere Informatik sowie Mathematik, Naturwissenschaften, mit profundem Branchenwissen. Im Fokus stehen dabei Lösungen, die Kunden aus Wirtschaft, Industrie und dem öffentlichen Sektor durch die Analyse und Verknüpfung von groβen Datenbeständen beim Informationsmanagement und der Entscheidungsfindung helfen.
Die Aufgabenschwerpunkte des Fraunhofer IAIS im Projekt liegen in der Konzeption und Entwicklung von Methoden und Softwarewerkzeugen mit denen der Endanwender direkt interagiert: Zur Steuerung der eingesetzten Robotiksysteme im Einsatz, und zur der Erstellung von umfassenden Lagebildern zur Lagebeurteilung und Einsatzplanung. Wichtiger Bestandteil hierbei ist die Entwicklung offener Standards und Schnittstellen, die es dem Kompetenzzentrum ermöglichen eine offene Plattform zur Lagedarstellung als Grundlage zukünftiger Entwicklungen bereit zu stellen.

Die Abteilung Kognitive Mobile Systeme (CMS) des Fraunhofer-Instituts für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie (FKIE), das zu den führenden Einrichtungen im Bereich der Sicherheitsforschung zählt, befasst sich seit über 25 Jahren mit unbemannten mobilen Systemen und innovativen Verfahren für deren assistiert teilautonome Führung. Vor diesem Hintergrund stellen die Durchführung von praxisnahen Untersuchungen und Projekten sowie die Bereitstellung von Analyse- und Beratungsfähigkeit im Bereich mobiler Robotiksysteme für Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben zentrale Aufgaben der Abteilung dar.
Basierend auf umfassender Expertise im Umgang mit kognitiven mobilen Systemen und damit verbundener interdisziplinärer Kooperation entwickelt CMS im Rahmen des Verbundprojekts A-DRZ ein plattformübergreifendes Modularisierungskonzept für Robotiksysteme verschiedener Gröβenklassen. Im Sinne gemeinsamer praxisorientierter Systementwicklung dient dieses als technischer Kondensationspunkt für die partnerübergreifende Zusammenarbeit der Vereinsmitglieder. Weiterhin unterstützt CMS als erfahrener Organisator der Leistungswettbewerbe ELROB und EnRicH bei der Entwicklung neuartiger Veranstaltungen des DRZ zur Robotik-Bedarfs- und Leistungsstandsanalyse.

Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) GmbH ist auf dem Gebiet innovativer Softwaretechnologien die führende wirtschaftsnahe Forschungs-einrichtung in Deutschland. In der internationalen Wissenschaftswelt zählt das DFKI zu den weltweit wichtigsten „Centers of Excellence“. Das DFKI beteiligt sich mit drei Fachbereichen an ADRZ: 1.) dem Multilinguale Sprachtechnologien Lab (MLT), das innovative Sprachtechnologien für die Verarbeitung von Text, gesprochener Sprache und Wissen erforscht und entwickelt; 2.) dem Institut für Wirtschaftsinformatik (IWi), das seine Kompetenzen aus den Bereichen Informationsmanagement, Prozessprognose und Prozessempfehlung einbringt und 3.) dem Educational Technology Lab (EdTec), das intelligent-adaptive und kontextsensitive Assistenz- und Wissensdiensten entwickelt und erforscht. Alle drei Fachbereiche verfügen über national und international ausgewiesene Experten in Ihren Forschungs- und Entwicklungsgebieten und haben zahlreiche Projekte im nationalen und internationalen Kontext erfolgreich durchgeführt. MLT koordiniert(e) die schon erwähnten EU-Projekte zu Roboter-assistierte Gefahrenabwehr NIFTi und TRADR sowie die realen Einsätze von Flug- und Bodenrobotern nach den Erdbeben in Mirandola (2012) und Amatrice (2016).

Die Arbeitsgruppe Autonome Intelligente Systeme am Institut für Informatik der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn forscht und lehrt auf den Gebieten Kognitive Robotik, Computer Vision und Maschinelles Lernen. Sie verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Entwicklung komplexer Boden- und Flugroboter für verschiedene praxisnahe Szenarien. Die Leistungsfähigkeit der Methoden zeigt das Team NimbRo der Arbeitsgruppe regelmäßig bei internationalen Wettbewerben. So konnte das Team NimbRo die internationalen RoboCup@Home-Wettbewerbe dreimal hintereinander gewinnen. Hierfür wurden effiziente Methoden zur 3D-Kartierung von Umgebungen mit RGB-D-Kameras und 3D-Laserscannern, sowie zur RGB-D-Bewegungssegmentierung und Modellierung der einzelnen Segmente entwickelt. Weiterhin verfügt die Arbeitsgruppe über langjährige Erfahrung im Bereich des Deep Learning und hat beispielweise Methoden zur semantischen Kategorisierung von RGB-D-Szenen und von RGB-D-Videos aus bewegter Kameraperspektive vorgeschlagen. Darüber hinaus gibt es aktuelle Arbeiten zur Wahrnehmung von Objekten und Personen. Im Rahmen dieses Verbundprojekts sind die Arbeiten zur Umgebungsmodellierung, überwachten Autonomie und Teleoperation hervorzuheben, deren Leistungsfähigkeit im Rahmen des auf Rettungsszenarien ausgerichteten Roboterwettbewerbs DARPA Robotics Challenge, im Rahmen des DLR SpaceBot Cups, und im laufenden EU-Projekt CENTAURO, das die Uni Bonn koordiniert, erfolgreich demonstriert wurden. CENTAURO hat die Entwicklung eines Bodenroboters für Einsätze im unwegsamen Gelände während eines Katastrophenszenarios zum Ziel. Im Bereich Flugrobotik hat sich die Arbeitsgruppe auf die 3D-Kartierung und autonome Navigation in komplexen 3D-Umgebungen in der Nähe von Hindernissen und innerhalb von Gebäuden spezialisiert. Im BMWi-Projekt InventAIRy realisierte die Arbeitsgruppe beispielsweise die autonome Flugsteuerung innerhalb eines Warenlagers. Im EU-Projekt ChimneySpector (European Robotics Challenge 3) wurde erfolgreich die autonome Inneninspektion eines Industrieschornsteins demonstriert und im Rahmen der DFG-Forschergruppe „Mapping on Demand“ wurde die autonome Außeninspektion eines Gebäudes demonstriert. Im Rahmen der Mohamed Bin Zayed International Robotics Challenge (MBZIRC), bei der das Team NimbRo einen Teilwettbewerb und die Grand Challenge gewonnen hat, wurde kürzlich in Abu Dhabi die schnelle Landung eines Flugroboters auf einer bewegten Plattform, der Werkzeuggebrauch eines mobilen Manipulationsroboters, sowie das kooperative Einsammeln von Objekten durch mehrere Flugroboter demonstriert.

Die Vereinigung zur Förderung des Deutschen Brandschutzes e.V. (vfdb) ist das moderne Expertennetzwerk für Schutz, Rettung und Sicherheit. Für ein sicheres Leben setzt sich die vfdb richtungsweisend mit aktuellen und zukunftsorientierten Sicherheitsfragen auseinander. Inzwischen zählt die vfdb mehr als 3.000 Mitglieder, die sich mit dem Brandschutz ebenso wie mit technischer Hilfeleistung, Umweltschutz, Rettungsdienst und Bevölkerungsschutz beschäftigen und fachliche Unterstützung bieten. Anwender wie die Feuerwehren und die Hilfsorganisationen sind in der vfdb mit wissenschaftlichen Institutionen und Leistungserbringern aus der Industrie und dem Dienstleistungssektor vereint und bieten auch auf diese Weise eine umfassende Expertise. Neben Einzelmitgliedern stehen mehrere hundert korporative Mitglieder aus Wirtschaft und Gesellschaft für die Ziele der vfdb ein.
Wesentliche Beiträge im Projekt sind der Aufbau der Netzwerkstruktur und die Erarbeitung von Einsatzszenarien und Anwendungsfelder, die für die Auslegung der Testflächen des DRZ benötigt werden. Weiterhin arbeitet die vfdb an der Erstellung von Merkblättern und Richtlinien für die Anwender mit und veröffentlicht diese.

Als weltweit führender Brandschutzanbieter sind die Forschungsschwerpunkte von Minimax Viking (Mx-Vk) Brandfrühesterkennung, Branderkennung und Löschsysteme. Minimax verfügt über ein Brandversuchszentrum, IP-Abteilung und internationales Vertriebsnetz sowie breite Erfahrung in Produkt- / Systemzertifizierung und Normungsarbeit. Das Brandversuchszentrum wurde bereits 1968 eingeweiht und über die Jahre ständig ausgebaut, auch um dem Umweltschutz Rechnung zu tragen. Bei der letzten großen Erweiterung wurde eine höhenverstellbare Decke installiert und das Volumen auf 15 m Höhe und 320 m² Grundfläche erweitert. Bei der Normungs- und Richtlinienarbeit ist Minimax Viking national und international in den Arbeitskreisen zur Branderkennung und Brandbekämpfung vertreten und hat bei einigen Gruppen den Vorsitz. Diese Normungsarbeit umfasst zum einen Design, Installation und Wartung als auch die Produktprüfung. Als führender Hersteller verfügt Minimax Viking über das entsprechende Knowhow bei der Produktprüfung und Zertifizierung. Als Teil des Kompetenzzentrums hat Minimax eine leitende Rolle in der Entwicklung der Grundlagen für Prüf- und Zertifizierungsverfahren für die Roboter, sowie Identifizierung der Demonstratoren mit dem größten Potential für einen kommerziellen Einsatz und dessen Entwicklung.

Die Westfälische Hochschule Gelsenkirchen (WHS) wird durch das Lehr- und Forschungsgebiet Autonome Systeme von Prof. Dr.-Ing. Hartmut Surmann vertreten, das seit dem Einsturz des Kölner Stadtarchivs an Rettungsrobotern forscht. Seit 2010 beteiligte sich Prof. Surmann in Kooperation mit dem Fraunhofer IAIS an den beiden europäischen Projekten NIFTi und TRADR mit Einsätzen bei den Erdbeben in Mirandola und Amatrice (Italien, 2012 und 2016).
Der Beitrag der Westfälischen Hochschule beim Aufbau des „Deutschen Rettungsrobotik-Zentrums“ (DRZ) beschäftigt sich mit der Lagedarstellung aus Videosequenzen, insbesondere durch Flugroboter und „Neuronale Netze“ sowie der Ausbildung und Nachwuchsförderung. In der Ausbildung von Studierenden für die Nutzung von Robotern in der Informatik hat der Lehrstuhl bereits knapp zehn Jahre Erfahrung und möchte diese Ausbildung ausdehnen auf die Qualifizierung von Feuerwehren beispielsweise durch duale Studiengänge, die einen Rettungsberuf mit einem Informatik-Studium verknüpfen.

Die Technische Universität Darmstadt (TUDA) bringt über das Fachgebiet Simulation, Systemoptimierung und Robotik umfangreiche Expertise zu intelligenten (teil-)autonomen Robotersystemen in menschenfeindlichen Umgebungen ein. In der RoboCup Rescue Robot League wurde vier Jahre in Folge der „Best in Class Autonomy Award“ und 2014 der gesamte Wettbewerb zum ersten Mal überhaupt mit einem autonomen Roboter gewonnen. Zu den dabei entwickelten Algorithmen gehört Hector SLAM, einer der weltweit am meisten verbreiteten SLAM-Algorithmen35. Im Rahmen der Rescue Robot League besteht auch eine enge Zusammenarbeit mit dem NIST (USA) bei standardisierten Umgebungen und Benchmark-Tests bei der Forschung und Entwicklung von Rettungsrobotertechnologien. In 2015 war die TUDA als einzige Institution weltweit mit zwei verschiedenen (humanoiden) Robotern in zwei verschiedenen Teams für das Finale der DARPA Robotics Challenge (DRC) qualifiziert und erhielt dabei als einzige europäische Institution Förderung von der DARPA. Die DRC hatte die Entwicklung von Robotern mit vielseitigen menschenähnlichen Fähigkeiten zum Ziel. Ein besonderer Schwerpunkt von TUDA lag dabei auf kollaborativer Autonomie, bei der die Fähigkeiten von teil-autonomem Robotersystem und menschlichem Operator bestmöglich kombiniert werden, soweit auf Modularität der Software-Architektur und deren Übertragbarkeit auf unterschiedliche Robotertypen. 2017 gewann TUDA gemeinsam mit taurob GmbH die internationale ARGOS Challenge für einen intelligenten mobilen Ferninspektionsroboter, der in einer potentiell explosiven Atmosphäre und unter unterschiedlichen Witterungs-bedingungen sehr komplexe autonome Inspektionsmissionen bei einer Vielzahl unterschiedlicher Ausnahmesituationen und Anomalien zuverlässig und sicher durchführen musste. Das Fachgebiet koordiniert den ersten universitären Master of Science-Studiengangs Autonome Systeme in Deutschland seit seiner Einrichtung 2009 an der TUDA.

Die Universität zu Lübeck (UzL) wird durch das Institut für Robotik und Kognitive Systeme (ROB) vertreten, welches seit dem Jahr 2001 schwerpunktmäβig intelligente Robotersysteme für den medizintechnischen Einsatz entwickelt. Als Campus-Universität mit Schwerpunkt Medizin und Lebenswissenschaften ist das Ziel der UzL, eine moderne Medizin und Technikentwicklung, die den Menschen mit seinen individuellen Bedürfnissen und seiner selbstbestimmten Verantwortung für die eigene Gesundheit in den Mittelpunkt stellt.
Im Projekt A-DRZ wird das ROB insbesondere eine technologische Nutzlast für mittlere und groβe Roboter entwickeln, die dazu dienen soll, die Vitalzeichen möglicher Opfer einer Brand-, Überschwemmungs- oder Erdbebensituation kontaktlos zu überprüfen. Weiterhin werden Einsatzszenarien und Demonstratoren für kombinierte Luft-Wasser-Drohnen und autonome Wasserfahrzeuge für Langzeiteinsätze erstellt. Der zweite Schwerpunkt liegt auf der Konzeption gemeinsamer Lehrveranstaltungen zum Thema Rettungsrobotik, die in enger Kooperation mit den anderen universitären Partnern und Fachhochschulen im Verbund erstellt werden sollen.

Im Unterauftrag:

Die International School of Management (ISM) zählt zu den führenden privaten Wirtschaftshochschulen in Deutschland. Mit Standorten in Dortmund, Frankfurt/Main, München, Hamburg, Köln und Stuttgart – bildet sie seit 1990 Nachwuchskräfte für die globale Wirtschaft aus.
Internationalität, Praxisorientierung sowie die Vermittlung fachlicher und sozialer Kompetenzen sind in das kompakte Studium integriert. Kleine Lerngruppen und die persönliche Atmosphäre zeichnen die ISM aus. Ebenso gehören integrierte Auslandssemester und -Module an einer der über 180 Partneruniversitäten dazu. Das Studium kann in Vollzeit, berufsbegleitend oder dual absolviert werden.
Parallel zum Lehrbetrieb werden an der ISM kontinuierlich Forschungs- und Entwicklungsprojekte in verschiedenen Bereichen durchgeführt. Der konkrete Bezug zu Tätigkeitsbereichen von Unternehmen ermöglicht es den Praxispartnern der ISM, die neuen Erkenntnissen zur Optimierung der erforschten Bereiche zu nutzen.
Dies schafft für beide Seiten die Möglichkeit, sich zu profilieren und erfolgreich weiterzuentwickeln.