Mit virtueller Realität und KI
Neue Wege in der Ausbildung von Führungskräften im Feuerwehr- und Rettungswesen
Forschungsschwerpunkt: Applied Artificial Intelligence
Projekt feir will mit Künstlicher Intelligenz die Ausbildung in der Gefahrenabwehr neu denken.
Die Ausbildung von Führungskräften ist eine grundlegende Säule im Feuerwehr- und Rettungswesen und von entscheidender Bedeutung für den Einsatzerfolg – und somit für den Schutz und die Rettung von Menschenleben.
Bei der Ersterkundung am Einsatzort muss die Lage oft binnen Sekunden beurteilt und Entscheidungen müssen getroffen werden. Schulungen für diese Situationen werden aktuell in großen Zeitabständen an den Landesfeuerwehrschulen durchgeführt. Hierbei werden oft Planspiele mit Miniaturen von Szenarien und Modellfahrzeugen verwendet. Die Übung erfolgt aus der Vogelperspektive, die der Einsatzrealität nicht entsprechen kann.
Daher ist es wichtig, neue und innovative Methoden der Ausbildung zu entwickeln, die die Schulungen realistischer und praxisorientierter gestalten und so die Fähigkeiten der Führungskräfte verbessern. Mit virtuellen Trainingsmethoden und der Nutzung von Künstlicher Intelligenz können individuell angepasste Szenarien erstellt werden, die die Feuerwehrleute auf realistische Einsatzsituationen vorbereiten.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sieht deshalb in seinem Forschungsrahmenprogramm Forschung für die zivile Sicherheit 2018 – 2023 das Themenfeld „Technologien und Konzepte zur Aus-, Fort- und Weiterbildung” als bedeutsam an und fördert entsprechend die Erforschung „digitaler Lehr- und Lernmethoden und moderner Übungs- und Simulationstechnologien” in verschiedenen Projekten – darunter auch das Forschungsprojekt feir.
Mit Künstlicher Intelligenz realitätsnah üben
feir steht als Abkürzung für „Führungsausbildung für Einsatzkräfte mittels intelligenter virtueller Realitäten”. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer virtuellen Übungsplattform zur Ausbildung von Führungskräften in der Gefahrenabwehr, also zum Beispiel die Ausbildung zum Gruppenführer in der Feuerwehr.
Im Gegensatz zu bisherigen Ausbildungsmethoden mit statischen Übungsszenarien, soll feir eine neue und individuell angepasste Lernerfahrung bieten.
Das Projekt feir nutzt Künstliche Intelligenz, um individuell angepasste Übungsszenarien in einer virtuellen Umgebung zu generieren. Dies ermöglicht es Führungskräften, in einer realistischen Umgebung an ihren Kompetenzen und dem bereits erreichten Lernerfolg ausgerichtet zu trainieren. Durch die generierten Szenarien können sie in der Ersterkundung und entlang der gesamten Einsatzkette auf spezifische Lagen vorbereitet werden. Mit strukturierten Auswertungen erhalten sie schnelles Feedback und können so ihren Lernerfolg verbessern.
Trainings an den Lernerfolg anpassen, Führungskompetenzen gezielt stärken
Mit feir wird Einsatzkräften erstmalig eine praxisorientierte und wissenschaftlich evaluierte Trainingsmöglichkeit zur Verfügung gestellt werden, die gezielt Führungskompetenzen adressiert.
Zugleich soll sich mit Hilfe der digitalen Lösung der Aus- und Fortbildungsaufwand reduzieren und das aktive Lernen sowie die Trainingsfrequenz ausgebaut werden. Dabei ist der Ansatz an den Bedarfen der Praxis ausgerichtet. Das Konsortium aus zwei Forschungseinrichtungen und drei innovativen Unternehmen arbeitet deshalb eng mit Anwenderinnen und Anwendern und Verbänden der Gefahrenabwehr zusammen.
Der in feir verfolgte Ansatz weist große Transferpotenziale für die Ausbildung in der Gefahrenabwehr auf. Perspektivisch ist die Plattform auf den gesamten Bereich der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben übertragbar, da es eine allgemeine Methode der Schulung und Fortbildung von Führungskräften in kritischen Situationen darstellt.
„Eine fundierte Fortbildungsmöglichkeit für Führungskräfte der Gefahrenabwehr ohne große Vorbereitungsaufwände in den überwiegend ehrenamtlich aufgestellten Hilfsorganisationen war ein wichtiger Aspekt für uns“, erklärt Verbundkoordinator Christian Hanz. „Daher erhält die Erreichung des maximalen Lernerfolges von Teilnehmenden und die alltagstaugliche Implementierung einen starken Fokus im Projekt. Durch die Nutzung von modernen Technologien und virtuellen Trainingsmethoden ermöglichen wir es den Führungskräften, in realistischen und individuell angepassten Szenarien zu trainieren und somit ihre Entscheidungen in kritischen Situationen zu verbessern, ohne dabei auf große Vorbereitungszeiten angewiesen zu sein.“
Über das Projekt
Das Forschungsprojekt feir wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderprogramms „Forschung für die Zivile Sicherheit” mit rund 1,8 Mio. Euro über drei Jahre (09/2022 – 08/2025) gefördert.
Der Schwerpunkt des FZI liegt im Projekt auf der Entwicklung einer automatisierten Auswertung von Abläufen in der virtuellen Simulationsumgebung für die Führungskräfteausbildung von Rettungskräften. Dazu sollen die Übungsdurchläufe in der virtuellen Realität automatisch analysiert und daraus objektive Bewertungsmaßstäbe entwickelt werden. Die Ergebnisse sollen den Übungsteilnehmenden nach lerntheoretischen Ansätzen sinnvoll vermittelt werden. Außerdem sollen die gewonnenen Erkenntnisse genutzt werden, um nachfolgende Übungsszenarien automatisiert individuell auf die Lernfortschritte der Teilnehmenden angepasst zu generieren.
Konsortialpartner im Projekt sind:
Über das FZI
Das FZI Forschungszentrum Informatik mit Hauptsitz in Karlsruhe und Außenstelle in Berlin ist eine gemeinnützige Einrichtung für Informatik-Anwendungsforschung und Technologietransfer. Es bringt die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse der Informationstechnologie in Unternehmen und öffentliche Einrichtungen und qualifiziert junge Menschen für eine akademische und wirtschaftliche Karriere oder den Sprung in die Selbstständigkeit. Betreut von Professoren verschiedener Fakultäten entwickeln die Forschungsgruppen am FZI interdisziplinär für ihre Auftraggeber Konzepte, Software-, Hardware- und Systemlösungen und setzen die gefundenen Lösungen prototypisch um. Mit dem FZI House of Living Labs steht eine einzigartige Forschungsumgebung für die Anwendungsforschung bereit. Das FZI ist Innovationspartner des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT).
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Valérie Hasler
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