Wenn Deiche brechen, resultieren häufig schwere Überschwemmungen und erhebliche Schäden. Um Risse und morsche Stellen in Deichen, Staudämmen und Brücken frühzeitig zu identifizieren, setzt ein zwölfköpfiges Team der Hochschule Magdeburg-Stendal auf Drohnentechnologie. Besonders innovativ ist die Kombination dieser Drohnen mit Künstlicher Intelligenz. Im Rahmen eines vierjährigen Projekts in der Forschungsgruppe Wasserbau und Wasserbauliches Versuchswesen wird eine solche KI-gesteuerte Drohne entwickelt.

Professor Dr.-Ing. Bernd Ettmer, der seit 2008 an der Hochschule für Wasserbau und Wasserbauliches Versuchswesen lehrt, erklärt: „Die Fachrichtung beinhaltet alles, was mit dem Bau zu tun hat: Stauanlagen, Dämme, Wasserkraftanlagen, Schleusen, Uferbefestigungen, aber auch Hochwasserschutz, Flussumgestaltung und Renaturierung.“

Seit 2017 nutzt das Team Drohnen, insbesondere zur Erstellung von Oberflächenfotos. Diese Aufnahmen, zusammen mit Daten von Messbooten, ermöglichen es, Geländemodelle zu erstellen, die wichtige Informationen über die Gegebenheiten der Gebiete liefern.

Ettmer erläutert weiter: „Die Drohne ist für uns erstmal ein reines Messinstrument. Man gibt ihr eine Route vor, sie fliegt autonom, und wir haben ein komplettes Computermodell des abgeflogenen Gebietes.“

Ziel des Projekts ist es, Risse und Schäden an Bauwerken, auch unter Wasser, zu erkennen. Um die von der Drohne aufgenommenen Bilder effizient auszuwerten, kommt Künstliche Intelligenz zum Einsatz.

KI-Training und Einsatzmöglichkeiten der Drohne

Damit die KI zuverlässig Schäden identifizieren kann, muss sie zunächst mit entsprechenden Bildmaterialien trainiert werden. Zu Beginn dienen ausgeschnittene Papierstücke als symbolische Risse, die im Verlauf des Trainings realistischeren Formen und Farben angepasst werden. In den Laboren der Hochschule haben Ettmer und sein Team einen Versuchsdeich eingerichtet, auf dem die Drohnen ihre Fähigkeiten testen können. Die Drohne fliegt über den Deich, erstellt Aufnahmen, und die KI soll diese als Schäden identifizieren.

Da das Projekt erst zu Jahresbeginn startete, befinden sich die Forscher noch in der Grundlagenphase.

Dr.-Ing. Daniel Hesse, Oberingenieur für Wasserbau und verantwortlich für die Drohnen, betont: „Aktuell betreiben wir die Drohnen mit einer Standard-RGB-Kamera. Die nächste Aufgabe ist es zu schauen, welche Sensoren wir für die adäquate Umsetzung des Projektes brauchen. Das können Spektralkameras, Laserscannung oder Thermalkameras sein.“

Nach den Tests in den Laborhallen wird die Drohne auf dem Gelände der Hochschule weitertrainiert, bevor sie im realen Einsatz an Deichen getestet wird.

Ettmer beschreibt die langfristigen Ziele des Projekts: „Im Idealfall wertet die KI die von der Drohne aufgenommenen Bilder während des Fluges aus. So können potenzielle Schadstellen zeitgleich direkt erkannt und gemeldet werden.“

Dies würde nicht nur eine schnellere Identifizierung kritischer Bereiche ermöglichen, sondern auch den gezielten Einsatz menschlicher Ressourcen zur Beseitigung von Schäden optimieren. Bis zum Ende des Projekts im Jahr 2027 möchten die Forscher eine effektive Kombination aus Drohne und KI entwickeln, um Hochwasser und Überschwemmungen besser vorzubeugen.