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Weil jede Sekunde zählt

FH-Forscher:innen entwickeln 5G-basiertes Luftfahrzeug zum Transport von medizinischem Gerät

Wenn ein Mensch einen Herzstillstand erleidet, kann jede Sekunde über Leben und Tod entscheiden. Im Rahmen des Projekts 5URVIVE wird ein System entwickelt, das die moderne 5G-Funktechnologie nutzt, um eine möglichst schnelle Versorgung der Betroffenen zu gewährleisten. Forscher:innen des MASKOR-Instituts der FH Aachen kümmern sich um einen wichtigen Baustein – sie wollen ein UAV (Unmanned Aerial Vehicle, Unbemanntes Luftfahrzeug) bauen, mit dem etwa ein Defibrillator schnell und sicher an den Einsatzort transportiert werden kann.

Wichtige Zeit gewinnen

Lukas Hildebrand ist einer der Mitarbeiter, die im Kompetenzzentrum Mobilität zu dieser Thematik forschen. Er erklärt: "Häufig sind es Ersthelfer:innen, die zuerst bei der betroffenen Person sind. Wenn der Defibrillator schnell eintrifft, können wir im Notfall wichtige Zeit gewinnen." Möglich wird dies durch die speziellen Vorzüge der fünften Generation (5G) des Mobilfunks. Sie ermöglicht zum Beispiel schnellere Datenraten und geringere Latenzzeiten. "Wir setzen bei unserem Projekt darauf, dass die Sensordaten nicht im UAV selbst, sondern an den Basisstationen verarbeitet werden", sagt der FH-Mitarbeiter. Dadurch könne das Gewicht des Luftfahrzeugs reduziert werden – eine größere Reichweite und mehr Sicherheit sind die Folge.

Sicher fliegen, sicher landen

Der Kern des Projekts ist die Navigation. Das Gerät soll autonom fliegen und dabei nicht nur den schnellsten Weg finden, sondern auch alle Hindernisse umfliegen und schließlich sicher landen. "Wir haben das UAV mit optischen Kameras, Thermokameras, Radar und einem 3-D-Laserscanner ausgestattet", berichtet Lukas Hildebrand. Diese Sensordaten werden per Funk in Richtung Boden gestreamt, wo leistungskräftige "Edge Computing Units" die Daten verarbeiten und Steuerbefehle an die Drohne übermitteln.

Datenübertragung via 5G

Bei der Übertragung entstehen riesige Datenmengen – "30 bis 40 Megabyte pro Sekunde", so Lukas Hildebrand –, die nur mit 5G effektiv übermittelt werden können. Da liegt im Augenblick aber auch noch das Problem: Der moderne Mobilfunkstandard ist in Aachen derzeit nur punktuell verfügbar. Die Forscher:innen haben aber bereits eine "Teststrecke" eingerichtet; von der Rettungswache an der Stolberger Straße fliegt das 5URVIVE-UAV über den Ostfriedhof bis zum Parkhaus am Justizzentrum. Bei den Tests sind immer zwei "Sicherheitspiloten" dabei, die den Flug überwachen. Bei Zwischenfällen können sie manuell eingreifen und das Gerät per Fernsteuerung sicher ans Ziel bringen.

Fallschirm ist eingebaut

Größtmögliche Sicherheit steht beim Projekt an erster Stelle. "Vor allem der Landevorgang ist kritisch", sagt Lukas Hildebrand. Zum einen soll das UAV punktgenau landen, zum anderen darf niemand am Boden gefährdet werden. Eine Idee der Forscher:innen ist es, eine Gestensteuerung zu programmieren, sodass die Ersthelfer:innen den Landevorgang beeinflussen können. Auch für Zwischenfälle in der Luft ist das System gerüstet. Sollte eine Notlandung nötig werden, bremst ein Fallschirm das zehn Kilogramm schwere Gerät ab.

 

Gesamte Rettungskette im Blick

Am Projekt 5URVIVE sind zehn Partner aus Wissenschaft, Wirtschaft und öffentlicher Hand beteiligt. Gemeinsam wollen sie ein 5G-basiertes System für den Notfalleinsatz entwickeln, das durch Integration und Optimierung der sogenannten Rettungskette die Überlebenschancen der Notfallpatient:innen verbessert. Das beginnt bei der automatisierten Detektion des Kreislaufstillstands und dem Absetzen des Notrufs und geht über die Alarmierung von Rettungskräften und Ersthelfern sowie die Anbindung der Ersthelfer:innen an den Telenotarzt über eine Datenbrille bis hin zur digitalen Rettungsgasse für das schnellere Eintreffen der Rettungskräfte und die Voranmeldung im Krankenhaus.

Die Fachbereiche Maschinenbau und Mechatronik sowie Luft- und Raumfahrttechnik bringen ihre Expertise und Erfahrungen aus vorangegangenen Projekten wie etwa dem RescueCopter oder dem MBZIRC-Wettbewerb ein. Am Institut für Mobile Autonome Systeme und Kognitive Robotik (MASKOR) werden seit mehr als acht Jahren Projekte im Bereich der mobilen autonomen Robotik und fliegenden Systemen erfolgreich bearbeitet.