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KIRAS Sicherheitsforschung

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Kooperative Projekte > 2019

VR-Responder: Virtuelles First Responder Training mit Human Factors Analyse und Verhaltensmodellierung für Flexible Echtzeit-Unterstüzung

VR-Responder erforscht die Grundlagen zur Beurteilung der Wirksamkeit neuer Informationstechnologien wie Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) Systeme in relevanten Belastungsszenarien für Feuerwehr, Rettung und BMI (EKO Cobra) im Kontext von Schulung, Training und Einsatz. Kritische psychophysiologische Belastungsparameter werden wissenschaftlich identifiziert und dienen als Basis für die Entwicklung eines Human Factors Analyse-Systems zur Echtzeitgestützten Belastungsschätzung unter Verwendung von Künstlicher Intelligenz zur Modellierung von Entscheidungsverhalten aus konkreten Sensordaten.

Die steigende Anzahl von kritischen Einsatzszenarien sowie sich dynamisch verändernde Sicherheitslagen stellen enorme Herausforderungen an die Einsatzkräfte und First Responder dar. Die auftretenden Gefahrenszenarien bedingen physische und psychische Belastungen, die mit einem immer höher werdenden Aufwand trainiert werden. Training mit First Responder Experten fand bisher vornehmlich mit hohem Ressourcenaufwand statt und ermöglichte daher lediglich limitierte Trainingsfrequenzen und dadurch beschränkte Variabilität in der Erfahrung kritischer und entscheidungsrelevanter Situationen. Um Einsatzkräfte für gefährliche Szenarien besser vorbereiten zu können, sind Trainingsumgebungen mit realitätsnahen Simulationen notwendig, in denen entsprechende Schwierigkeitsgrade adaptiv eingestellt werden können. Geeignete Simulationen sollten ermöglichen, das Entscheidungsverhalten von Personen in Gefahrenmomenten zu untersuchen und belastende Szenarien gezielt anzupassen.

VR-Responder erforscht die Grundlagen zur Beurteilung der Eignung neuer Informationstechnologien, beispielsweise Virtual Reality (VR) / Augmented Reality (AR)  Systeme, in Bezug auf die Wirksamkeit im realen Einsatz. Hierfür werden zuerst relevante Belastungsszenarien für Test und Demonstration identifiziert und konkrete Anforderungen bei Schulung, Training und Einsatz definiert. Sodann werden kritische psychophysiologische Belastungsparameter wissenschaftlich bestimmt. Auf deren Basis wird ein Human Factors Analyse System zur Belastungsschätzung und zur Definition eines Modells zum Entscheidungsverhalten direkt aus konkreten Sensordaten und mit Verfahren der Künstlicher Intelligenz entwickelt. Dies wird ergänzt durch die Evaluierung und Integration eines geeigneten körpergetragenen Sensor Setups für echtzeitgestützte Analyse des Verhaltens von Einsatzkräften in Gefahrensituationen. Der Fokus der industriellen Forschungsaktivitäten bezieht sich daher auf eine integrierte psychometrische Evaluierungsmöglichkeit zur Bestimmung des Grades realitätsnaher Präsenz, die durch Mixed Reality (MR) Technologien unterstützt wird. 

Die Einsatzszenarien in VR-Responder beziehen sich auf entscheidungskritische Aktivitäten der Freiwilligen sowie Berufs-Feuerwehr, der Rettung, des BMI (EKO Cobra) sowie auf gemeinsam koordinierte Missionen. Die Eignung zur Optimierung des Trainings in relevanten, repräsentativen Entscheidungssituationen ist fundamental für die Sicherheit der Einsatzkräfte und die Bewältigung in kritischen Situationen, sei es in Szenarien der Brandbekämpfung in Tunnels, in Übungen zur Terrorabwehr, oder der Sicherheitsstellung in unterirdischen Umgebungen. Der entwickelte Forschungsprototyp kann in Zukunft für Produkte weiterentwickelt werden, die in Managementtools für Schulungs- und Trainingsszenarien zur echtzeitnahen Situationsbeurteilung und Analyse der Belastung von Einsatzkräften durch Operatoren des Leitstands eingesetzt werden. 

ProjektleiterIn
Dr. Lucas Paletta
DIGITAL – Institut für Informations- und Kommunikationstechnologien
JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH
Steyrergasse 17, 8010 Graz

Tel.: 0316 876 1769, Mobile: +043 699 1876 1769, Fax: +043 316 8769 1769
E-Mail: lucas.paletta@joanneum.at, office-vr-responder@joanneum.at
Homepage im WWW: www.joanneum.at/digital, www.joanneum.at//humanfactors  

Projektpartner
Institut für Begleitforschung und Psychologisches Qualitätsmanagement (IFB)
FH JOANNEUM, Institute of Health and Tourism Management (FHJ)
M²D MasterMind Development (M2D)
Johanniter Österreich Ausbildung und Forschung gemeinnützige GmbH (JOH)
IFR - Ing. Richard Feischl (IFR)
FF Gumpoldskirchen (FGK)