Die Drohne, die alles sieht und Leben rettet
Das Adlerauge für Notfälle: Neues Verfahren von Forschern der Linzer Kepler-universität ermöglicht Suche nach vermissten Personen – sogar in dichten Waldgebieten.
Bislang war es der Helikopter, ausgestattet mit einer Wärmebildkamera, der nach vermissten oder verunglückten Personen gesucht hat. Das Problem: In dicht bewaldeten Gebieten ist die Wärmebildkamera chancenlos, da entweder die Vegetation den Untergrund zu stark verdeckt oder die Bäume in der Sonne eine ähnliche Temperatur wie die vermisste Person haben. Forscher der Uni Linz haben nun einen Drohnen-prototyp entwickelt, der genau diese Herausforderungen meistert.
Der Prototyp verwendet „Deep Learning“-technologie, „die in der Lage ist, Personen zu erkennen und diese von anderen Dingen wie Ästen, Bäumen oder hellen Flächen auf dem Waldboden zu unterscheiden“, sagt Oliver Bimber vom Institut für Computergrafik der Univertiefenschärfe sität Linz. „Das ist möglich, da das Verfahren sich eben an Parametern wie etwa Größe oder Form des Körpers orientiert.“
ganz oder teilweise von Bäumen bedeckt, kommt das „Airborne Optical Sectioning (Aos)“-verfahren zum Einsatz. Für Bimber ist dies die „Schlüsseltechnologie“: Um die Verdeckung wegzurechnen, werden zahlreiche Bilder einer auf einer Drohne montierten
Wärmebildkamera kombiniert und zu einem Integralbild zusammengesetzt. „Dieses entspricht einem Bild, das man mit einer Linse von mehreren Hundert Meter Durchmesser aufgenommen hat“, so Bimber. Erst dieses Integralbild wird mithilfe von künstlicher Intelligenz, des „Deep Learning“-verfahrens, ausgewertet. Während eine Einzelaufnahme mit einer normalen, nur wenige Millimeter großen Linse eine so hohe
hat, dass eine vermisste Person fast vollständig verdeckt ist, hat das Integralbild der künstlich erzeugten riesigen Linse nur eine ganz geringe Tiefenschärfe. „Indem wir diese Linse auf den Waldboden fokussieren, werden Objekte über dem Boden, also etwa die ganzen Bäume, so unscharf, dass sie im Integralbild verschwinden – und die vermisste Person wird erkennbar“, erklärt der Forscher. „Die Prototypen
funktionieren wirklich gut, wir haben eine Erkennungsrate von 87 bis 95 Prozent im Praxiseinsatz, trotz starker Verdeckung“, so Bimber. Mit herkömmlichen Einzelbildern liegt die Erkennungsrate bei unter 25 Prozent.
Neben der technischen Überlegenheit gegenüber dem Hubschrauber mit Wärmebildkamera bietet die Drohne weitere Vorteile: „Die Kosten sind deutlich geringer als bei bemannten
Hubschraubereinsätzen. Weiterer Vorteil: Drohnen können auch bei schlechter Sicht bzw. bei Bedingungen fliegen, bei denen Hubschrauber am Boden bleiben müssten. Das einzige Limit für den Praxiseinsatz sieht Bimber derzeit in der batteriebedingt limitierten Flugzeit von maximal 30 Minuten. Drohnen mit Verbrennungsmotor könnten Abhilfe verschaffen, doch Probleme gebe es bei den Gesetzesauflagen in Österreich und Europa. Gewichtsgrenzen müssen eingehalten werden, es darf nur auf Sicht geflogen werden. Das mache autonomes Fliegen über größere Distanz (noch) zum Problem.
Doch es tun sich viele Möglichkeiten auf: Die Anwendung des Grundlagenforschungsprojekts bei Such- und Rettungseinsätzen sei nur ein Feld. Das Verfahren eigne sich laut Bimber auch für Überwachungsaufgaben von Polizei oder Militär, für autonome Fahrzeuge oder für die Beobachtung von Wild.
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