Die Entwicklung KI-basierter Lösungsansätze ermöglicht kooperative multimodale Interaktionsstrategien zwischen mehreren UAVs („Fixed Wing“ und „Multi-Rotor“ Systeme) und UGVs und damit ein intelligentes Zusammenspiel der einzelnen Systeme zu einer optimierten Assistenzleistung für Einsatzkräfte ausgerichtet auf spezielle Einsatzszenarien. Die dabei eingesetzten UAV-/UGV-Systeme haben unterschiedliche Leistungsparameter sowie eine unterschiedliche Sensorik, ausgerichtet auf die Anforderungen der einzelnen Szenarien und ermöglichen eine echtzeitnahe on-board Situationsanalyse. Ein kooperatives Aufgabenmanagement verwaltet Aufgaben und Ziele, priorisiert und generiert auf Basis von Situationsänderungen neue Aufgaben und delegiert die autonome Abarbeitung von Tasks an die UAV/UGV- Systeme. Das Ergebnis aus KI-SecAssist ist ein modularer Proof-of-Concept Funktionsdemonstrator, inkl. Tests, Übungen und Evaluierung bezogen auf die Funktions-, Performance- und Praxistauglichkeit für eine optimierte Assistenzleistung für Einsatzkräfte in Krisen- und Katastrophenszenarien.
Ausgangssituation und Motivation
Die steigende Anzahl von Krisen- und Katastrophensituationen sowie sich dynamisch ändernde Sicherheitslagen stellen enorme Herausforderungen an Einsatzkräfte, das Bundesheer und Sicherheitsorganisationen dar, erfordern große Personalressourcen sowie komplexe und herausfordernde Einsatzstrategien. Wesentliche Problemstellungen für ein effizientes Krisen- und Katastrophenmanagement sind die echtzeitnahe Verfügbarkeit eines umfassenden Lagebildes und aktuelle sowie detaillierte Information zu einzelnen Objekten, um zeitkritische Entscheidungsprozesse zu unterstützen als auch eine gezielte Einsatzunterstützung der Teams vor Ort zu gewährleisten. Durch große Fortschritte auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz (KI), der Sensorentwicklung und der Luft- und Bodenroboter (UAV, UGV) ergibt sich ein Bedarf an gezielter F&E-Arbeit um eine neue Qualität von Assistenzleistungen zur Unterstützung im Krisen- und Katastrophen-management auf Basis kooperativer multimodaler Lösungsansätze zu realisieren.
Ziele und Innovationsgehalt:
Ziel in KI-SecAssist ist die Entwicklung autonomer Assistenzmodule auf Basis eines kooperativen Aufgabenmanagements und verschiedenartiger UAV- und UGV-Systeme mit
integrierter Multisensor-Payload. Die Entwicklung KI-basierter Lösungsansätze ermöglicht kooperative multimodale Interaktionsstrategien zwischen mehreren UAVs („Fixed Wing“ bzw. „Multi-Rotor“ Systeme) sowie UGVs und damit ein intelligentes Zusammenspiel der einzelnen Systeme zu einer optimierten, auf spezielle Einsatzszenarien ausgerichteten, Assistenzleistung. Die dabei eingesetzten UAV-/UGV-Systeme haben unterschiedliche Leistungsparameter sowie unterschiedliche Sensorik, ausgerichtet auf die Anforderungen der einzelnen Szenarien. Ein wesentliches Ziel in KI-SecAssist ist die Entwicklung eines kooperativen Aufgabenmanagements, welches Aufgaben/Tasks und Ziele verwaltet, priorisiert und auf Basis von Situationsänderungen neue Aufgaben generiert sowie eine autonome Abarbeitung von Aufgaben an UAV/UGV- Systeme delegiert. Weitere wesentliche F&E-Schwerpunkte in KI-SecAssist sind die KI-basierte multisensorale Datenprozessierung und - analyse, um eine echtzeitnahe Objekterkennung (Personen, Glutnester, etc.) zu realisieren, sowie die Multi-Sensor-Datenfusion und Situationsanalyse für eine dynamische Lagebildgenerierung umzusetzen. Echtzeitnah verfügbare Analyse-ergebnisse, sowohl von UAV als auch UGV Plattformen, fließen in ein „Common World Modell“ ein und sind die Grundlage für das dynamische kooperative Aufgabenmanagement und für Entscheidungsprozesse der verantwortlichen Einsatzkräfte. Durch die klar definierten Einsatzstrategien ist ein „human-in-the-loop“ Prozess ein integraler Bestandteil im kooperativen Aufgabenmanagement und wird durch die Erarbeitung der rechtlichen und ethischen Aspekte in Kooperation zwischen Entwicklungspartnern und Bedarfsträgern abgesichert.
Angestrebte Ergebnisse:
Das Ergebnis aus KI-SecAssist ist ein modularer Proof-of-Concept Funktionsdemonstrator, inkl. Tests, Übungen und Evaluierung bezogen auf die Funktions-, Performance- und Praxistauglichkeit für eine optimierte Assistenzleistung für Einsatzkräfte in Krisen- und Katastrophenszenarien. Ein weiteres Ziel in KI-SecAssist ist eine starke internationale fachliche Vernetzung durch Einbindung eines internationalen Expertenboards sowie die Durchführung von internationalen Workshops.
Projektpartner
AIT Austrian Institute of Technology AIT
Bundesministerium für Landesverteidigung (Endnutzer) BMLV
Berufsfeuerwehr Graz BFWG
Disaster Competence Network Austria (GSK Partner) DCNA
Freiwillige Feuerwehr Gumpoldskirchen FGK
IFR - Ing. Richard Feischl IFR
Technische Universität Graz - Institut für Softwaretechnologie IST
MATTRO GmbH MAT
twins GmbH TWI
Kontakt
DI Alexander Almer
JOANNEUM RESEARCH – Institut für Informations- und Kommunikationstechnologien
Steyrergasse 17, 8010 Graz, AUSTRIA
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