Das Forscherteam bei der nicht ungefährlichen Arbeit auf dem 2592 Meter hohen Hochvogel
Foto: © 3D RealityMaps GmbH

Frühwarnsystem AlpeSense alarmiert

Wissenschaftler erwarten gewaltigen Felssturz im Allgäu

Immer häufiger werden die Alpen zum Schauplatz von Naturkatastrophen. Felsstürze, Steinschlag, Überflutungen, Lawinen- und Murenabgänge nehmen drastisch zu. Erst 2017 kam es im schweizerischen Graubünden zu einem verheerenden Felssturz, der acht Menschen das Leben kostete.
Nun kündet ein gewaltiger Spalt am Gipfel des Hochvogels (2.592m) an der deutsch-österreichischen Grenze einen massiven Bergsturz in den Allgäuer Alpen an. Im Rahmen des aktuellen Forschungsprojekts AlpeSenseBench arbeitet der europäische Spezialist für 3D-Digitalisierung, 3D RealityMaps, mit der Technischen Universität München, der Ludwig-Maximilians-Universität und der Bayerischen Akademie der Wissenschaften mit Hochdruck daran, eine solche Naturkatstrophe mithilfe eines innovativen Frühwarnsystems besser vorhersagen zu können.

Die Untersuchungen finden in ausgewählten Gefahrenstellen in den Alpen statt, die allesamt dicht besiedelt und Tourismusregionen sind, denn das erklärte Ziel des aktuellen Pilotprojekts, an dem neben den Forschungseinrichtungen auch Verwaltungsbehörden aus Bayern und Österreich beteiligt sind: durch kontinuierliches Monitoring und Veränderungsanalysen sollen potentielle Gefahrenstellen die durch die Erderwärmung und den Anstieg der Permafrostgrenze entstehen, frühzeitig erkannt werden. Als Pilotregionen wurden der Hochvogel in den Allgäuer Alpen, die Zugspitze sowie der Hochvernagtferner in den Ötztaler Alpen und das Sattelkar im Salzburger Land ausgewählt.

Hochvogel im Oberallgäu
Foto: © 3D RealityMaps GmbH
Der Gipfelaufbau des Hochvogels bewegt sich stark. Dort klafft bereits ein gut 40 Meter langer, acht Meter tiefer und drei Meter breiter Spalt. Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) rechnen damit, dass in absehbarer Zeit ein großer Teil der südlichen Gipfelwand abbrechen und 260.000 Kubikmeter Fels über 1000 Meter ins Tal stürzen wird. Gefolgt von Staubwolken und Gerölllawinen. Durch eine genaue 3D-Vermessung des Gipfelaufbaus soll das Gefahrenpotential für die im Tal lebenden Menschen besser erfasst werden. Für Bergsteiger besteht schon jetzt Lebensgefahr. Einer der beliebten Wanderwege von der Tiroler Seite ist gesperrt, zwei andere sind noch begehbar. Das AlpeSenseBench-Team möchte präzise ermitteln, wann weitere Sicherheitsmaßnahmen eingeleitet werden müssen. 

Prof. Dr. Florian Siegert, Gründer und Geschäftsführer von 3D RealityMaps erläutert das Fernerkundungsverfahren zur Früherkennung eines solchen Phänomens: „Der massive Spalt am Gipfel des Hochvogels ist ein unübersehbares Indiz für den drohenden Bergsturz. Die Spalte hat sich in den letzten drei Jahren um 30 cm erweitert und wächst täglich weiter. Durch wiederholte Befliegungen mit Flugzeugen und Drohnen erzeugen wir hochgenaue 3D-Modelle des Gipfels. Anhand der Veränderungen vermessen wir Bewegungen im gesamten Gipfelaufbau möglichst exakt. Gemeinsam mit den Geologen, die die Felsbewegungen mit hochsensitiven Sensoren vermessen, soll ein durch Fernerkundung gestütztes Frühwarnsystem entwickelt werden, mit dessen Hilfe wir hoffen, rechtzeitig im Voraus vor einem drohenden Absturz warnen zu können." 

Das AlpeSenseBench-Projekt ist eine Benchmark-Vorstudie, die vom Bayerischen Wirtschaftsministerium finanziert wird und im nächsten Jahr eine europäische Förderung anstrebt. 

 

Kognitive Internettechnologien
Foto: © Fraunhofer – Gesellschaft für angewandte Forschung

Schlüsseltechnologien für ein industrielles Internet

Fraunhofer-Tag der Kognitiven Internet-Technologien

Am 22. November fand in Berlin die Fachkonferenz »Fraunhofer-Tag der Kogni- tiven Internet-Technologien« statt. Expertinnen und Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik diskutierten die Fragen, was die Industrie benötigt, um bestehende Hürden der Digitalisierung zu überwinden.
Passend zur aktuellen Verabschiedung der Umsetzungsstrategien Digitalisierung und Künstliche Intelligenz der Bundesregierung sowie der momentanen Diskussion um den Mobilfunkstandard 5G standen konkrete Schlüsseltechnologien und Szenarien im Vordergrund.

Erst in der Woche vor der Konferenz verabschiedete die Bundesregierung die Umsetzungsstrategie »Digitalisierung gestalten« und die »Strategie Künstliche Intelligenz« (KI) mit konkreten Zielen, Maßnahmen und Zeitplänen. Ziel ist es, die Digitalisierung in Unternehmen und Gesellschaft sowie die Spitzenforschung auf dem Gebiet voranzutreiben. So soll Deutschland die Technologieführerschaft bei KI-Technologien erlangen.

Auf dem Fraunhofer-Tag der kognitiven Internet-Technologien tauschten sich jetzt Experten aus Wirtschaft, und Politik mit Fraunhofer-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern über konkrete Lösungen aus, wie bestehende Hürden für Unternehmen abgebaut und Digitalisierungsvorhaben umgesetzt werden können. »Der digitale Wandel ermöglicht der deutschen Industrie, die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten und auszubauen. Die Steuerung vernetzter Prozesse, Datenaustausch in Echtzeit und die steigende Bedrohung durch Cyberangriffe stellen die Industrie vor neue Herausforderungen. Kognitive Technologien können Unternehmen befähigen, digitale Produktions- und Geschäftsprozesse schnell und sicher umzusetzen. Die Bundesregierung sollte ganzheitliche Lösungsansätze für die speziellen Bedürfnisse der Industrie fördern“, sagt Iris Plöger, Mitglied der Hauptgeschäftsführung des Bundesverbands der Deutschen Industrie (BDI).

Zu diesen Bedürfnissen zählen vertrauenswürdige Methoden der Datenauswertung und Kontrollmechanismen für maschinelle Lernverfahren. Vor allem aber gilt es, den Zugang zu Daten zu verbessern ohne die Datensicherheit und -souveränität zu gefährden. Auf der technischen Ebene führen hohe Datenaufkommen – wie sie für digitalisierte Prozesse notwendig sind – wenn sie die in Cloud-Backends transferiert und dort aufwändig bearbeitet werden, zudem zu hohen Latenzzeiten und erschweren so echtzeitfähige KI.

Kognitive Internet-Technologien als Schlüssel zur erfolgreichen Digitalisierung

Kurz gesagt, eignet sich das Internet, wie wir es kennen, an vielen Stellen nicht mehr als technische Infrastruktur für eine digitalisierte und agile Produktentwicklung, für flexible Dienstleistungen und Anlagen. »Die Industrie braucht ein neues Internet, um die infrastrukturellen Voraussetzungen dafür zu schaffen, dass der Großteil der Unternehmen KI überhaupt nutzen kann. Fraunhofer arbeitet in einem disziplinübergreifenden Cluster daran, mit neuen Konzepten und Schlüsseltechnologien der kognitiven Sensorik, Datensouveränität und Datenökonomie sowie neuen Verfahren des maschinellen Lernens dieses neue kognitive Internet für die Industrie zu entwickeln«, erklärt Prof. Claudia Eckert, Leiterin des Fraunhofer-Clusters of Excellence »Cognitive Internet Technologies«.

Zum Beispiel ermöglicht eine kognitive Sensorik industrielle Analytics bereits in den Sensoren vor Ort, was hohe Latenzzeiten verhindert. Geringere Datenmengen lassen sich mittels »Informed Machine Learning« anreichern und erzielen so dennoch zuverlässige Ergebnisse. Auf dieser Basis können Unternehmen in Echtzeit auf Ereignisse reagieren und die richtigen Entscheidungen treffen. Ein weiterer Schwerpunkt der Forschungsarbeiten sind Datensicherheit- und Datensouveränität. Durch Nutzungskontrollen, Vorverarbeitung der Daten und eine dezentrale, datenschutzwahrende KI können Unternehmen ihre Daten anderen Geschäftspartnern oder Kunden zur Verfügung stellen, ohne ihre Assets unkontrolliert aus der Hand geben zu müssen. Der abgestimmte Einsatz neuer KI-Technologien soll Firmen zudem dabei unterstützen, die komplexen Abläufe digitalisierter Geschäftsprozesse besser zu beherrschen.

Auf dem Fraunhofer-Tag der kognitiven Internet-Technologien stellten Forschende bereits konkrete Anwendungsbeispiele aus den Bereichen Vernetzung, Lokalisierung, Informationssicherheit, Datenökonomie und Informed Machine Learning vor. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler legten dar, wie Industrieunternehmen die Komplexität digitaler Transformationsprozesse beherrschen und sich mit Hilfe kognitiver Technologien wie KI zukunftsfähig machen können. Die Veranstaltung widmete sich in einem Pressegespräch, einer Konferenz, Branchenworkshops und einem politischen Abend einen ganzen Tag lang der digitalen Zukunft der deutschen Industrie.

Mehr Informationen finden Sie unter: https://www.cit.fraunhofer.de

-PM Fraunhofer-