Autonome Mobile Roboter (AMR) für die Sicherheit Kritischer Infrastrukturen

Die Sicherung Kritischer Infrastrukturen (KRITIS) ist eine existentielle Aufgabe jeder Gesellschaft, sollen Versorgungsengpässe, Störungen der öffentlichen Sicherheit und andere dramatische Folgen verhindert werden. Moderne Technologien, insbesondere autonome Robotics und KI-unterstützte Bildauswertung, spielen eine immer größere Rolle in diesem Zusammenhang. Der folgende Beitrag beleuchtet Bedeutung und Einsatz dieser Technologien in kritischen zivilen Bereichen. Er zeigt anhand eines Projektes von Security Robotics und der Duisburger Versorgungs- und Verkehrsgesellschaft (DVV), wie autonome Robotics Sicherheit & Effizienz in diesem Sektor steigern können.

Die Sicherung Kritischer Infrastrukturen erfordert fortschrittliche Technologien, die in der Lage sind, effektiv auf asymmetrische Bedrohungen zu reagieren und den reibungslosen (Dauer)Betrieb sicherzustellen. Hier kommen autonome Robotics, auch bekannt als AMR (Autonome Mobile Roboter) ins Spiel. Die mobilen Systeme können selbstständig patrouillieren und dank ihrer fortschrittlichen Sensorik und Kameraausstattung potenzielle kriminelle Aktivitäten, Sabotage und Diebstahl frühzeitig erkennen. Im Gegensatz zu menschlichen Sicherheitskräften sind Roboter von Müdigkeit, Motivationsmangel, Krankheiten und weiteren menschlichen Einschränkungen unberührt und bieten eine deutlich erweiterte visuelle und akustische Wahrnehmung im 360°-Umkreis. Für Menschen gefährliche Umgebungen, wie strahlen- oder gasbelastete Bereiche, stellen kein Einsatzhindernis dar.

Vernetzte Sicherheitssysteme und KI-Bildauswertung

Die Effektivität der AMR wird durch deren Einbindung in das Sicherheitsnetzwerk und Nutzung von KI-Bildauswertung weiter gesteigert. Alle vorhandenen stationären und mobilen Sicherheitssysteme, einschließlich Schranken, Tore, Zäune, Kameras und Bewegungsmelder etc. kommunizieren mit der angeschlossenen Leitzentrale (NSL) und über eine zentrale Softwareplattform miteinander. Sogar bisher nicht digitalisierte Elemente wie Türen können durch IoT-Injektoren in das Netzwerk integriert werden, um Echtzeitinformationen bereitzustellen.

Diese vernetzten Systeme nutzen eine Vielzahl von Kameras und Sensoren, darunter 360°-Kameras, PTZ-Kameras, Wärmebildkameras und Kameras mit Tiefensensor. Mit Unterstützung von KI-Algorithmen werden Bild- und Videodaten ausgewertet. Dies ermöglicht eine zuverlässige Erkennung von Personen, Fahrzeugen, Hindernissen und vielem mehr. Die Sicherheitsexperten in den Notruf- und Serviceleitstellen erhalten so eine verlässliche Datenquelle und Entscheidungsgrundlage.

Praxisbeispiel: „Fridolin“ in Duisburg

Im Rahmen eines wegweisenden Projekts zur Sicherung Kritischer Infrastrukturen hat Security Robotics gemeinsam mit der DVV einen autonomen Roboter in den Einsatz gebracht. Auf dem ausgedehnten Betriebsgelände patrouilliert ein autonom fahrender Argus-Roboter, „Fridolin“ getauft, und trägt wesentlich zur Konzernsicherheit des Duisburger Unternehmens bei.

Der Roboter wurde mit hochentwickelten Sensoren und Kameras ausgestattet, darunter Panorama-Kameras für eine 360-Grad-Erkennung, einer nachtsichtfähigen Kamera mit Thermalerkennung, Stereokameras und Weitwinkelkameras für die Navigation. Diese Ausrüstung ermöglicht es dem Roboter, sein gesamtes Umfeld zu überwachen und autonom zu navigieren, selbst unter schwierigen Bedingungen wie Dunkelheit, starkem Wind oder Wettereinflüssen wie Regen und Schnee. Zusätzlich zu GPS nutzt der Roboter Ultraschall-Sensoren, Infrarot-Technologie und Wärmebildkameras, um Objekte und Ereignisse zu erkennen, die für das menschliche Auge schwer wahrnehmbar sind.

Autonomes Fahren und innovative Technologien sind schon seit Jahren wichtige Themen für den Duisburger Multidienstleistungs-Konzern. Der Einsatz von Robotern wie „Fridolin“ zeigt die Bereitschaft des Unternehmens, in moderne Lösungen zur Verbesserung der Sicherheit und Effizienz zu investieren und verdeutlicht auch die enorme Bedeutung dieser Technologien für Unternehmen, deren Fokus auf der sicheren Versorgung der (Duisburger) Bürger liegt.

Security Robotics arbeitete bei Konzeption, Integration und Support eng mit der DVV zusammen, um sicherzustellen, dass der Roboter die spezifischen Anforderungen des Betriebsgeländes optimal erfüllt. Dieses Projekt verdeutlicht die erfolgreiche Partnerschaft zwischen etablierten Unternehmen und innovativen Start-ups. Es zeigt, wie moderne Technologien dazu beitragen, Kritische Infrastrukturen sicherer zu machen und gleichzeitig die Effizienz zu steigern. „Wir wollen von Anfang an bei einem solchen Thema mit dabei sein. Wir wollen lernen und Dinge mit entwickeln. Deshalb arbeiten wir als kommunales Unternehmen mit Start-ups zusammen und konzipieren Anwendungsfälle, die für die Unternehmen im DVV-Konzern Sinn machen.“ sagt Dennis Franken, Projektleiter und System Administrator Sicherheitstechnik.

Autonome Robotics für spezifische Anforderungen: Laufende, fahrende und fliegende Roboter

Der Einsatz von AMR ist äußerst vielfältig und kann an die spezifischen Anforderungen verschiedener Kritischer Infrastrukturen angepasst werden. Dafür stehen verschiedene Arten von autonomen Robotern zur Verfügung, darunter laufende, fahrende und fliegende Modelle. Laufende Roboter wie Spot sind besonders flexibel und vielseitig einsetzbar. Sie können sowohl in Innenräumen als auch im Freien eingesetzt werden und sind äußerst beweglich und agil. Diese Roboter sind ideal für die Überwachung von Innen- und Außenbereichen sowie für die Erkennung von potenziellen Bedrohungen.

Fahrende Roboter, wie das Modell Argus, sind ideal für den Einsatz in großen Außenbereichen, wie sie in der Energieversorgung, auf Flughäfen und in großen Produktions- und Versorgungsarealen zu finden sind. Mit fortschrittlichen Kameras und Sensorik, darunter Thermalsicht und 360°-Kameras, können sie selbst unter widrigen Wetterbedingungen zuverlässig und sehr ausdauernd arbeiten.

Fliegende Roboter, wie das „Beehive“-Drohnensystem, bieten schnelle Reaktionsmöglichkeiten und eine hervorragende Übersicht als „Eye in the Sky“. Sie eignen sich auch ideal für Luftpatrouillen und die regelmäßige Inspektion schwer zugänglicher Bereiche.

KI-Bildauswertung für zuverlässige Sicherheit

Die KI-Bildauswertung spielt eine zentrale Rolle bei der Sicherung Kritischer Infrastrukturen. Sie greift auf eine riesige Menge an Daten zurück und hilft dabei, bewegte Objekte zuverlässig zu klassifizieren, sei es als Menschen, Tiere, Fahrzeuge oder andere Objekte. Sicherheitsexperten in den Notruf- und Serviceleitstellen benötigen eine verlässliche Datenquelle und Entscheidungsgrundlage, bei der alle Fakten und Daten von den Sicherheitssystemen gesammelt, qualifiziert und geprüft wurden, und in Echtzeit zur Verfügung stehen.

Die KI-Bildauswertung bietet auch einen zeitlichen Vorteil, da sie in der Lage ist, Bewegungen und Aktivitäten schnell zu analysieren und zu bewerten. Dies ermöglicht eine zügige Reaktion auf potenzielle Bedrohungen, was in kritischen Situationen von entscheidender Bedeutung ist.