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Startup aus dem Allgäu entwickelt künstliche Intelligenz im Brandschutz

So kann eine Software Feuer erkennen und dank Roboter direkt löschen

Lernfähige Systeme sind in unserem Alltag längst angekommen: Siri versteht unsere Sprachbefehle, Facebook weiß ob wir schwanger sind und Kameras erkennen Verkehrszeichen. Nur Glut und Feuer konnten die Systeme bislang nicht zuordnen; zu komplex sind die Varianten. Ein Startup aus dem Allgäu jedoch hat genau diese Technologie nach jahrelanger Entwicklungszeit nun einsatzbereit und will damit Feuerschäden komplett zu einem Problem der Vergangenheit machen.

Feuer erkennen und löschen - was Menschen nach kurzer Zeit beherrschen, fällt Maschinen bis heute sehr schwer. Bis ein Rauchmelder einen Brand erkannt hat, steht oft schon der halbe Raum in Flammen, Systeme mit Hitzeerkennung brauchen erst höhere Temperaturen, um einen Brand zu erkennen. Ist eine Sprinkleranlage installiert, ist der Wasserschaden meist gigantisch. Und so steigen die Ausgaben der deutschen Versicherer für Feuerschäden konstant an; zuletzt wurden 1,2 Milliarden Euro im Jahr ausgeschüttet. Schlimmer aber: Über 6.000 Menschen wurden durch Feuer und Rauch verletzt. Dabei könnte ein intelligentes System Feuer bereits im Keim ersticken, so wie es auch ein Mensch kann.

“Im Kern muss ein Computer in der Lage sein, ein Feuer zu sehen, so wie wir auch”, erklärt Stanislav Malorodov von Guardian Technologies. Dafür brauche es eine Kamera und eine Software, die eine Flamme oder Glut erkennen kann. “Dann ist das Löschen quasi Formsache, weil ein solches System den Brand im Raum genau lokalisieren und einfach mit einem entsprechenden Mittel ersticken kann”, ergänzt Jack Bolz-Mendel.

Digitale Branderkennung

Doch wie kann ein Computer zuverlässig die verschiedenen Formen von Feuer erkennen? “Wir verwenden dafür einen eigenen Sensor, der im Nahinfrarotbereich arbeitet und der den gesamten Raum hochauflösend abdeckt”, erklärt Bolz-Mendel. Das Bild, das dieser Sensor liefert, gleicht ungefähr dem einer Wärmebildkamera, ist allerdings viel präziser. “Außerdem ist die Technologie günstiger”, so Malorodov. Sobald ein Feuer entsteht, taucht es auf dem Bild klar auf und kann gelöscht werden.

“Zunächst muss die KI verifizieren, ob es sich dabei wirklich um einen Brand handelt - und nicht um eine Täuschung oder ein Teelicht - und dafür muss es trainiert werden”, beschreibt Bolz-Mendel den Prozess. Wie jede künstliche Intelligenz lernt das System anhand diverser Parameter, um welche Art von Brand es sich handelt. “Dabei können natürlich auch Regeln festgelegt werden”, erklären die Gründer. In einem Labor beispielsweise kann das System rigoros jedes Feuer erkennen und löschen - in den eigenen vier Wänden soll der Kamin aber trotzdem weiter brennen dürfen.

Bald in Serienreife

Das System wurde über vier Jahre entwickelt und hat die Prototypenphase bereits verlassen. “Wir bereiten jetzt die Finalisierung des Systems und die Zulassung als Sonderlöschanlage vor und werden diese auch erfolgreich bestehen”, so die Gründer. Außerdem bestehe reges Interesse von klassischen Brandschutz-Herstellern. “Es wird nicht mehr lange dauern, bis sicherer Brandschutz durch KI für jeden Menschen erhältlich und erschwinglich sein wird”, versprechen Bolz-Mendel und Stanislav Malorodov.

Die größte Stärke des Systems wird im Bestandsschutz sein, um hier durch die Einfachheit des Systems Mängel einfach, schnell und vergleichsweise kostengünstig beseitigen zu können und nachhaltig Kosten zu senken. Erste Projekte seien wohl schon in wenigen Monaten umsetzbar, so die Gründer.

-PM Guardian Technologies-

 

David Schinagl vor drei Aufnahmen aus der Schuhperspektive. Der von der TU Graz entwickelte Algorithmus (Auszüge davon ganz rechts am Bildschirm) erkennt und markiert gefahrlos begehbare Bereiche.
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TU Graz entwickelt Algorithmus für schuhbasiertes Blindenassistenzsystem

Ein Schuh, der sagt wo’s lang geht: Die Niederösterreichische Firma Tec-Innovation hat einen intelligenten Schuh zur Erkennung von Hindernissen entwickelt. Der als „InnoMake“ bezeichnete Schuh ist seit kurzer Zeit als zugelassenes Medizinprodukt am Markt und soll die persönliche Mobilität von blinden und sehbeeinträchtigten Menschen sicherer gestalten.

„Ultraschall-Sensoren an der Schuhspitze erkennen Hindernisse in bis zu vier Metern Entfernung. Die Trägerin oder der Träger wird daraufhin per Vibration und/oder akustischen Signalen gewarnt. Das funktioniert sehr gut und ist auch mir persönlich schon eine große Hilfe“, sagt Markus Raffer, einer der Gründer von Tec-Innovation und selbst sehbeeinträchtigt.

Das Team um Raffer und seinem Gründungspartner Kevin Pajestka hat schon in der Entwicklungsphase festgestellt, dass zwei weiterführende Informationen extrem wichtig sind für die Benutzbarkeit: die Art eines Hindernisses sowie dessen Richtungsverlauf, insbesondere wenn es abwärts gewandt ist, wie Löcher oder Treppen. „Nicht nur die Warnung, dass ich vor einem Hindernis stehe, sondern auch die Information, vor welchem Hindernis ich stehe, ist relevant. Denn es macht einen großen Unterschied, ob das eine Mauer, ein Auto oder eine Treppe ist“, so Raffer.

KI erkennt begehbare Bereiche

Nach aktiver Suche konnte Tec-Innovation 2016 die TU Graz als Kooperationspartnerin gewinnen. Am Institut für Maschinelles Sehen und Darstellen wurde seither an einer kamerabasierten Ergänzung der ersten Produktversion gearbeitet, wie Informatiker Friedrich Fraundorfer erklärt: „Wir haben modernste Deep-Learning Algorithmen nach dem Vorbild neuronaler Netzwerke entwickelt, die nach Erkennung und Interpretation des Bildinhalts im Wesentlichen zwei Dinge können: Sie ermitteln aus Kamerabildern aus der Fußperspektive einen hindernisfreien und damit gefahrlos begehbaren Bereich. Und sie können Objekte erkennen und unterscheiden“. Die mittels Machine Learning trainierten Algorithmen können bereits auf einem eigens konzeptionierten mobilen System betrieben werden.

Der Innomake-Schuh, wie er jetzt schon am Markt erhältlich ist. An der Schuhspitze ist der Ultraschallsensor angebracht. Künftig sollen dort eine Kamera plus ein Prozesser, auf dem der Algorithmus läuft, integriert sein.
© Lunghammer - TU Graz

Dank neuester leistungsstarker Spezialprozessoren ist nun auch die mobile Verwendung der komplexen KI-Algorithmen möglich. „Das ist der enormen Prozessor-Entwicklung der vergangenen Jahre zuzuschreiben“, ergänzt Fraundorfers Kollege David Schinagl. Der Algorithmus der TU Graz ist patentiert und wurde an Tec-Innovation übertragen.

Daten in Navigationskarte zusammenführen

Tec-Innovation arbeitet nun an der Integration des Systems in einen Prototyp – Kamera plus Prozessor müssen robust und komfortabel in den Schuh integriert werden. Friedrich Fraundorfer und sein Team der TU Graz wiederum haben sich schon der nächsten Stufe als logische Fortsetzung des Projekts zugewandt: Sie wollen die beim Tragen des Schuhs gesammelten Informationen im Sinne von Schwarmwissen in eine Art Streetview-Navigationskarte für sehbeeinträchtigte Menschen zusammenführen. „Nach derzeitigem Stand profitiert jeweils nur der Träger oder die Trägerin von den Daten, die der Schuh beim Gehen sammelt. Viel nachhaltiger wäre es, wenn man diese Daten auch anderen Menschen als Navigationshilfe zur Verfügung stellen könnte“, so Fraundorfer.

Für die Konzeption und prototypische Umsetzung einer solchen Streetview-Karte für blinde und sehbeeinträchtigte Personen läuft derzeit ein Förderantrag bei der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG. Ob der großen Herausforderungen liegt diese Art der Navigationsunterstützung noch in der ferneren Zukunft. Größte Knackpunkte sind laut Fraundorfer das laufende Aktualisieren und Erweitern der Karte, die Verknüpfung mit bisherigen Daten und die IT-Anbindung des Schuhsystems. Für den Forscher der TU Graz steht aber fest: „Wir werden jedenfalls weiter an dem Thema dranbleiben. Denn in unserer hochinnovativen Welt muss auch eine Alternative zum über 70 Jahre alten Blindenstock möglich sein.“

-PM TU Graz-

 

KI - KÜNSTLICHE INTELLIGENZ
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ZVEI: KI-Regulierungsentwurf der EU-Kommission ungenügend

Künstliche Intelligenz (KI) ist ein wesentlicher Treiber für die Zukunfts- und Innovationsfähigkeit der Unternehmen in Deutschland und Europa. Deshalb unterstützt der ZVEI die grundlegende Absicht der EU-Kommission, einheitliche Regeln für die Nutzung von KI aufzustellen.

„Der heute vorgelegte Regulierungsentwurf ist ein erster Schritt in die richtige Richtung. Er bedarf aber einer weiteren ausdifferenzierteren Betrachtung”, sagt Wolfgang Weber, Vorsitzender der ZVEI-Geschäftsführung. KI-Software, KI-Sicherheitskomponenten und andere Produkte mit sicherheitsrelevanter KI würden nahezu unterschiedslos als “Hochrisiko”-Anwendungsbereiche betrachtet, die hohe Anforderungen zu erfüllen haben. „Diese Überbewertung von möglichen Risiken hemmt Innovationen und trifft insbesondere unsere mittelständischen Unternehmen. “Statt Klarheit zu schaffen, verliert sich der Regulierungsentwurf beim Versuch KI zu definieren, in weitgefasster Beliebigkeit. „Schon konventionelle Algorithmen oder statistische Methoden geraten bei der EU-Kommission in den Verdacht, eine risikobehaftete KI zu sein“, kritisiert Weber weiter. „Dies erhöht die Rechtsunsicherheit für Hersteller und Anwender weiter und ist schädlich im globalen Wettbewerb.“ Der ZVEI sieht eine Überarbeitung des Regulierungsvorschlags als notwendig an, um zukunftsweisende Technologien im Bereich von KI zu ermöglichen. „KI verdient eine differenzierte Chancen-Risiko-Betrachtung“, so Weber. „Die vermeintliche Komplexität von KI darf nicht dazu führen, dass wir uns in Europa leichtfertig selbst die Chancen nehmen, die KI für innovative industrielle Anwendungen und Medizinprodukte bereithält.“  Zum Nutzen unserer europäischen Gesellschaft und Volkswirtschaft muss Europas Stärke grade im industriellen KI-Bereich weiter ausgebaut werden.

-PM Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie-