In diesem Projekt wurden innovative Ansätze aus den Bereichen Robotik, Sensorik, Regelungstechnik, Datenübertragung und Bilderkennung kombiniert. Das Ziel war es, in Zusammenarbeit mit der Alpinen Rettung Schweiz (ARS) den Stand der Technik in der alpinen Luftrettung zu erweitern. Dazu wurde ein Prototyp für ein Longline Rettungs-Assistenzsystem entwickelt und erste Erfahrungen und Erkenntnisse gesammelt.

Alpine Freizeitbeschäftigungen wie E-Biken, Wandern, Skitourengehen, Klettern, Gleitschirmfliegen und vieles mehr boomen und locken immer mehr Besucher in alpines Gelände. Dies hat auch zur Folge, dass Gebirgs-Rettungseinsätze mit dem Helikopter immer häufiger durchgeführt werden müssen. In schwer zugänglichem Gelände wird der Retter meistens mittels einer Seilwinde vom Helikopter zum Verunfallten abgelassen. Je nach Gelände und Exposition können derartige Einsätze durch alpine Gefahren wie Steinschlag, Lawinen oder gefährliche Windverhältnissen beeinträchtigt werden. Ein Risikofaktor geht dabei auch vom Rotorwind des Helikopters aus (Downwash), der Auslöser von Steinschlag oder Lawinen sein kann.

Um derartige Risiken zu minimieren, wurde für die Longline Technik, welche bei Helikoptereinsätzen in schwer zugänglichem Gelände eingesetzt wird, an der FH Graubünden zusammen mit der Alpinen Rettung Schweiz (ARS) ein Prototyp für einen navigierbaren Seilwindenhaken entwickelt, welcher ferngesteuert von einem Operator gelenkt wird. Dadurch wird erreicht, dass bei Longline Einsätzen die Abstimmung zwischen Pilotin oder Pilot und Rettungskraft weniger komplex wird. Der Pilot kann sich auf das Halten einer fixen Flugposition konzentrieren und die Rettungskraft wird mit Hilfe von Kamerasystemen ferngesteuert zu einem Einsatzort manövriert. So hat die Rettungskraft beide Hände frei für den Einsatz am Seil. Des Weiteren ermöglicht das System, dass der Helikopter einen grösseren Sicherheitsabstand zu Hindernissen wie Felswänden einnehmen kann, was alpinen Gefahren wie Steinschlag, Lawinen oder Turbulenzen, welche durch den Helikopter ausgelöst werden können, reduziert.

Das Rettungs-Assistenzsystem dient dazu die Retter seitlich zu manövrieren. Die dafür notwendigen Antriebe haben keine tragende Funktion, sondern dienen lediglich zur seitlichen Abstossung. Die vertikale Last der Rettungskraft wird über das Windenseil vom Helikopter getragen.

Um das Projektziel zu erreichen, wurden ein zweistufige Herangehensweise gewählt: Zunächst wurden im Rahmen eines Studierendenprojektes miniaturisierte Propeller-getriebene Prototypen entwickelt. Anschliessend wurde die Systeme hochskaliert und der Propeller- durch einen Turbinenantrieb ersetzt, um die benötigte Schubkraft zu erreichten.

Miniaturisierter Prototyp

Im Rahmen des Studierendenprojekts haben drei Teams jeweils einen miniaturisierten Propeller-getriebenen Prototypen entwickelt. Die Systeme hatten zwar nur begrenzte Schubkraft, trotzdem waren sie bereits mit Lage- und Positionssensoren sowie mit Kameras und einer speziellen Bilderkennungssoftware ausgestattet. Auch haben die Studierenden einen speziellen Regelalgorithmus entwickelt, der die Lage des Systems analysiert und durch Steuerimpulse stabilisiert. Dieser Algorithmus ermöglicht es, Störeinwirkungen wie den Rotorwind oder Bewegungen des Retters auszugleichen, welche bei einem ungeregeltem System am langen Seil ansonsten zu einem wilden Aufschaukeln führen könnten. Zum Abschluss habe die Studierenden im Rahmen einer Präsentation vor den Medien demonstriert, dass sie mit ihrem System eine Spielzeugfigur aus einem Wandregal retten konnten.

Hochskalierter Prototyp

Im hochskalierten Prototypen wurden die Propellerantriebe durch neuartige Mini-Turbinen ersetzt. Diese sind sehr kompakt und ermöglichen Schubkräfte bis zu 100 kg.

Bei einer Demonstration an der Sunnibergbrücke, konnte die Leistungsfähigkeit des hochskalierten System unter Beweis gestellt werden und eine Nutzlast von 60 kg stabil ausgelenkt werden.

Es haben folgende Personen am Projekt mitgearbeitet:

• Dozierende und Studierende der FH Graubünden (Photonics/ Mobile Robotics)
• Alpine Rettung Schweiz (ARS)

Beteiligte

Publikationen

• «Bergrettung: Forscher tüfteln an neuem Rettungssystem», SRF Audio, 25.1.2022
• «Studierende türfteln am Rettungssystem der Zukunft», Engadiner Post, 13.1.2022
• «The Rezzle holt sich den ersten Platz», Südostschweiz, 12.1.2022
• «Ein Roboter für die alpine Rettung», Südostschweiz, 12.1.2022
• «Fachhochschule Graubünden entwickelt Prototyp für Rettung von Menschen», TV SO Rondo Magazin, 12.1.2022
• «Düsenantriebe für die Bergrettung», SRF Audio, 11.1.2022
• «Anspruchsvolle Rettungseinsätze im Gebirge», myScience, 11.1.2022