Roboter im Notfalleinsatz

Auf Raupen und mit Propellern über Schutt und Schotter: Roboter haben nach zwei schweren Erdbeben in Italiens Emilia Romagna dabei geholfen, wertvolle Kulturgüter zu retten – auch dank Schweizer Ingenieuren.

Video «Roboter im Einsatz nach den Beben in Italien (Nifti/Youtube)» abspielen

Roboter im Einsatz nach den Beben in Italien (Nifti/Youtube)

5:07 min, vom 29.1.2013

Pater Ivo Martini gab sein Leben für eine Statue der heiligen Jungfrau. Ein Erdbeben hatte seine Gemeindekirche im italienischen Rovereto schwer beschädigt. Neun Tage später, am 29. Mai 2012, betrat der Pfarrer zusammen mit einem Feuerwehrmann das Einsturz gefährdete Gotteshaus, um die Marienstatue zu bergen. Da bebte die Erde ein zweites Mal. Herunterfallendes Mauerwerk erschlug Pater Martini.

Das Schloss Delle Rocche in Finale Emilia nach der Katastrophe am 20 Mai 2012 liegt zum Teil in Trümmern. Bild in Lightbox öffnen.

Bildlegende: Zerstörung nach den Beben: Das Schloss Delle Rocche in Finale Emilia, rund 35 Kilometer nördlich von Bologna, nach der Katastrophe am 20 Mai 2012. Reuters

Das Doppelbeben in der norditalienischen Region Emilia Romagna zerstörte eine grosse Zahl von Kirchen, Palästen und anderen Baudenkmälern. Jedes Nachbeben beschädigte weitere historische Gebäude. «Es ist, wie wenn ich eine tägliche Liste von Kriegsopfern erhalten würde», sagte Carla di Francesco in den Bebentagen der «New York Times». Di Francesco ist die Leiterin der Denkmalpflege in der Region. Zusammen mit anderen Fachleuten musste sie in den Monaten nach der Katastrophe Übersicht schaffen über zerstörte, beschädigte oder gefährdete Kunstwerke. Eine traurige Arbeit – und eine gefährliche.

Darum erhielt ein Wissenschaftlerteam der römischen Universität La Sapienzia im Frühsommer 2012 einen Anruf: Ob die Forscher ihre Roboter zusammenpacken, damit in die Emilia Romagna reisen und im Städtchen Mirandola helfen könnten, den Schaden abzuschätzen? Gleich zwei Gotteshäuser der Stadt, der Dom mit seiner Kuppel und die Kirche San Francesco, waren zum grossen Teil eingestürzt. Niemand durfte die Ruinen betreten, die Gefahr eines Kollapses war zu gross. Stattdessen sollten nun die Roboter des Forscherteams diese Aufgabe übernehmen.

«Als wir dort ankamen, waren die lokalen Feuerwehrleute skeptisch», erzählt der Roboterforscher Geert-Jan Kruijff. Die seltsame Crew aus Wissenschaftlern, kleinen Raupenfahrzeugen und Flugmaschinen schien ihnen eher suspekt. Die Zweifel waren allerdings bald zerstreut. In wenigen Tagen lieferten die Roboter wertvolle Videoaufnahmen vom Innern der beiden Ruinen. Sie zeigten das genaue Ausmass der Zerstörung und gaben Anhaltspunkte, wie die Kunstrettungstrupps vorgehen könnten. Laserscanner auf den Robotern vermassen die Umgebung und lieferten die Daten für 3D-Modelle der Ruinen-Innenräume.

« Enorm anstrengend, in den verwinkelten Ruinen zu fliegen »

Im Dom, gebaut 1470, zerstört 542 Jahre später, setzten die Forscher zuerst auf den Raupenroboter Absolem: Inklusive Greifarm hat er etwa die Grösse eines Berner Sennenhundes. Vorne und hinten sorgen zwei bewegliche Raupenarme auf beiden Seiten dafür, dass der Roboter auch Treppen und Schutthügel überwinden kann. Gesteuert wird er von einem Operator aus sicherer Distanz ausserhalb des Gebäudes über Funk. Kameras auf dem Roboter liefern ihm ein Rundumbild zum Navigieren. Das südliche Schiff des Doms war für Absolem kein Problem. Der Nordflügel aber war mit soviel Schutt angefüllt, dass er kaum bis zur Seitenkapelle vorstossen konnte, in der ein Bild des Renaissance-Malers Sante Peranda hängt.

Der fliegende Roboter lieferte diese Aufnahme aus den Ruinen in Mirandola. Bild in Lightbox öffnen.

Bildlegende: Schadensbilanz aus der Luft: Diese Aufnahme lieferte der fliegende Roboter aus den Ruinen in Mirandola. Nifti

Der Flugroboter sieht aus wie ein überdimensionales, bizarres Insekt mit vier Propellern. Auch er wird über Funk gesteuert, kann sich aber selbst an Ort und Stelle in der Luft halten. «Trotzdem war es enorm anstrengend, in den verwinkelten Ruinen zu fliegen», sagt Wiatscheslaw Tretyakow, der in Mirandola pilotierte. Länger als vier, fünf Minuten Flug am Stück lag nicht drin, dafür sorgten leere Batterien und die Erschöpfung des Piloten. Aber dies genügte, um den Denkmalpflegern wertvolle Hinweise auf die Schäden zu geben.

Praxiseinsatz bei Feuerwehren als Ziel

Das Team, das in Mirandola aktiv war, gehört zum europäischen Roboterforschungsprojekt Nifti (Natural human-robot cooperation in dynamic environments). Bei Nifti macht auch das Labor für autonome Systeme der ETH Zürich mit und die Lausanner Roboterschmiede Bluebotics, die Absolem gebaut hat. Die Nifti-Forscher entwickeln Roboter, die sich im Katastrophenfall möglichst nahtlos in menschliche Einsatzteams einfügen sollen.

Zwei Absolem-Roboter sind bei einer Übung im Feuerwehrzentrum Dortmund zu sehen. Bild in Lightbox öffnen.

Bildlegende: Roboter-Training: Zwei Absolem-Einheiten bei einer Übung im Feuerwehrzentrum Dortmund. www.nifti.eu

In Fällen wie im Erdbebengebiet Emilia Romagna, aber auch bei Chemie-Unfällen können die Maschinen die Vorhut übernehmen, um eine erste Übersicht zu liefern. Das Leben der Einsatzkräfte wird so geschont. Regelmässig trainieren Forscher, Roboter und die Feuerwehr Dortmund zusammen auf einem Übungsgelände in Dortmund. In acht bis zehn Jahren, glaubt Geert-Jan Kruijff, werden die Roboter fähig und günstig genug sein für die Praxis bei einer ganz gewöhnlichen Feuerwehr.