Der Statiker in der Hosentasche

Mit einem handelsüblichen Smartphone erkennen, ob eine Brücke noch sicher steht - diese Idee verfolgt der Informatiker Thomas Haenselmann im Rahmen eines deutsch-indischen Forschungsprojekts zum Thema Flutkatastrophen.

Mittweida.

Bei Flutkatastrophen ist schnelle Hilfe ein Muss. Doch die Wassermassen gefährden nicht nur Mensch und Tier, sondern auch die Infrastruktur. Brücken, die über reißende Flüsse führen, können unterspült werden. Im schlimmsten Fall sind sie nicht mehr tragfähig - das Technische Hilfswerk etwa hätte keine Chance, mit Lkw oder schwerem Gerät hinüberzukommen.

Mit Hilfe von Sensortechnik können Statiker zwar ermitteln, ob eine Brücke einsturzgefährdet ist. Doch bis Experte und Spezialtechnik vor Ort sind, vergeht wertvolle Zeit. An einer Lösung für dieses Problem arbeitet Thomas Haenselmann, Professor für Bildverarbeitung und Computergrafik an der Hochschule Mittweida. "Die Idee dahinter ist: Brauchen wird dieses spezielle Messgerät noch? Oder nehmen wir einfach das, was jeder sowieso in der Tasche hat, nämlich das Mobiltelefon?", erklärt er. Schließlich verfügten moderne, handelsübliche Handys bereits seit Jahren über Bewegungssensoren, die ursprünglich einmal für Spiele gedacht waren.


Entstanden ist die Idee im Rahmen eines deutsch-indischen Kooperationsprojekts, das sich mit Sicherheitsmaßnahmen bei extremem Hochwasser befasst. Koordiniert von der Universität der Bundeswehr in München sind daran sechs weitere deutsche und zwei indische Hochschulen beteiligt. Smartphones sind in beiden Ländern weit verbreitet. Rund 65 Millionen Nutzer gibt es laut einer Schätzung des Statista Digital Market Outlooks in Deutschland. "Auch in Indien können Sie in die ländlichsten Regionen gehen, da hat jeder schon ein Smartphone in der Tasche", sagt Haenselmann, der selbst vor einigen Jahren an der Amrita-Universität im Bundesstaat Kerala gelehrt hat.

Die Informatiker aus Mittweida arbeiteten bei dem Projekt eng mit Forschern der Bundeswehr-Uni zusammen. Norbert Gebbeken, der dort den Lehrstuhl für Bautechnik innehat, sei als Experte genau für derartige Evaluierungen der Standsicherheit von Brücken gefragt, so Haenselmann. Dabei könne man sich die Brücke wie eine Gitarrensaite vorstellen, die von einem Ufer zum anderen gespannt ist. In der Mitte steht ein Pfeiler im Wasser, der der Konstruktion Stabilität verleiht. "Die Brücke verhält sich genau wie eine Saite: Wenn man sie zur Schwingung anregt, dann schwingt sie, abhängig von der Länge der Brücke, mit einer bestimmten Frequenz - je länger, desto tiefer", erklärt der Informatik-Professor. Ist der Pfeiler im Fluss unterspült, dann ist es, als habe der Musiker seinen Finger von der Saitenmitte genommen. "Dann schwingt sie vielleicht eine Oktave tiefer", so Haenselmann. "Bautechniker wissen, wie bestimmte Brückentypen schwingen müssen. Und wenn sie anders schwingen, dann kann man davon ableiten, dass mit dem Pfeiler etwas im Argen ist."

Unklar sei zu Beginn gewesen, ob die Smartphone-Sensoren genau genug sein würden, um die Schwingung von Brücken zu messen. "Aber es hat bei unseren Praxis-Versuchen erstaunlich gut funktioniert", so der 47-Jährige. "Das Smartphone ist zwar nicht annähernd so gut wie die bislang verwendeten Messgeräte. Aber es ist immer noch gut genug."

Doktorand Maik Benndorf habe im Rahmen seiner Dissertation eine App programmiert, die die Messungen ausführt. Das Smartphone wird dafür auf die Brücke gelegt und die Brücke zum Schwingen angeregt - das könne jeder Mensch tun, indem er auf der Brücke hüpft, so Haenselmann. Bislang ersetzt die App aber nur die Messtechnik. Nach wie vor nötig ist dagegen die Expertise eines Ingenieurs. Doch auch daran arbeiten die Mittweidaer Forscher. "Wir versuchen, die ganze Sache so zu erweitern, dass wir auch die Analyse der Schwingungen auf dem Mobiltelefon machen können."

Mittels künstlicher Intelligenz soll die App lernen, verschiedene Brückentypen anhand von Fotos zu erkennen. Studenten der Hochschule haben dafür rund 1000 Bilder von Brücken klassifiziert. Damit kann die künstliche Intelligenz nun trainiert werden. Ein mit dem Smartphone aufgenommenes Foto der Brücke könnte dann den Experten ersetzen. "Die Erkennungsraten sind im Moment aber nicht so, dass man das schon für den Katastrophenfall verwenden kann", sagt Hanselmann. "Da stecken wir noch mitten in der Forschung."

Unter diesem Link sind alle bereits erschienenen Beiträge der Serie nachzulesen: www.freiepresse.de/forscher

Bewertung des Artikels: Noch keine Bewertungen abgegeben
0Kommentare

Die Diskussion wurde geschlossen.



    Bitte schalten Sie ihren AdBlocker aus. An alle Adblocker

    Bitte schalten Sie ihren AdBlocker aus.
    Mehr erfahren Sie hier...