Schwarm-Bionik im Katastrophenschutz: Wie Drohnen die Cäsium-Falle stellen

Markus Seyfferth
Autor Dr. Web
4 Min. Lesezeit
Schwarm-Bionik im Katastrophenschutz: Wie Drohnen die Cäsium-Falle stellen

Das Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE in Bonn entwickelt Drohnen und Roboter, die radioaktive Quellen aus sicherer Distanz aufspüren. Hintergrund ist die wachsende Bedrohung durch CBRNE-Substanzen, also chemische, biologische, radiologische, nukleare und explosive Stoffe. Eine Cäsium-Kapsel von nur wenigen Millimetern Größe, die 2023 in Australien von einem Lastwagen fiel, löste eine Großfahndung aus. Genau für solche Szenarien rüsten die Bonner Forschenden Maschinen aus, die sich am Schwarmverhalten der Natur orientieren.

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Hand aufs Herz: Wie oft denken Sie bei Bionik an Sicherheitsforschung? Wahrscheinlich nie. Genau deshalb ist die Geschichte aus Bonn ein gutes Beispiel dafür, wie weit Bionik 2026 in unerwartete Anwendungsfelder vorgedrungen ist.

Das Wichtigste in Kürze

  • Fraunhofer FKIE Bonn rüstet Drohnen und Roboter für CBRNE-Lagen aus
  • Schwarm-Algorithmen aus der Bionik beschleunigen die Lokalisierung radioaktiver Quellen
  • Bedrohungslage durch hybride Angriffe seit 2024 deutlich verschärft
  • Anwendungspartner: Polizei, Bundeswehr, Katastrophenschutz, Feuerwehr

Wie der Cäsium-Vorfall die Branche aufrüttelte

Schwebende orange Drohne mit vier drehenden Rotoren und Warnsymbol vor weißem Hintergrund
Cäsium-137-Kapsel in Westaustralien von Lastwagen verloren und nach zweiwöchiger Suche über 1.400 km gefunden

Im Januar 2023 fiel in Westaustralien eine winzige Cäsium-137-Kapsel von einem Lastwagen, der sie zwischen Mine und Hafen transportierte. Die Kapsel war kleiner als ein Reiskorn und enthielt hochradioaktives Material. Eine zwei Wochen lange Suche entlang einer 1.400 Kilometer langen Route brachte sie schließlich zurück. Ohne diese Suche hätte das Material jahrzehntelang Menschen gefährden können. Genau solche Szenarien beschäftigen das Fraunhofer FKIE. Die Forschenden in Bonn arbeiten an Drohnen mit hochempfindlichen Strahlungsdetektoren, die ein Suchgebiet systematisch abfliegen und in Stunden statt Wochen Ergebnisse liefern.

Warum Schwarm-Bionik der Schlüssel ist

Zwei Drohnen transportieren gemeinsam ein trauriges, grünes Smiley-Gesicht in einem Netz über einem Tisch
Drohnenschwärme nutzen bionische Prinzipien von Ameisen und Bienen für dezentrale Suche ohne zentrale Steuerung

Eine einzelne Drohne mit Detektor wäre langsam. Hunderte Drohnen, die im Schwarm agieren, sind eine andere Liga. Genau hier kommt Bionik ins Spiel. Vorbild sind Ameisen, Bienen und Heringe, die ohne zentrale Steuerung kollektive Such- und Bewegungsmuster organisieren. Die Bonner Forschenden übersetzen diese Prinzipien in dezentrale Steuerungsalgorithmen für ihre Drohnenflotten. Jede Drohne kommuniziert nur mit den nächsten Nachbarn, niemand hat den Gesamtüberblick, und trotzdem entsteht ein effizientes Suchmuster. Die Algorithmen ähneln strukturell denen, die Festo seit Jahren in seinem Bionic Learning Network erprobt, etwa mit der BionicBee.

Sicherheitsforschung war jahrzehntelang das stille Geschwisterkind der Bionik. Heute ist sie Pionier. Wenn deutsche Drohnenschwärme im Auftrag des Katastrophenschutzes Cäsium-Kapseln finden, dann hat die Bionik die Werkbank verlassen und das öffentliche Leben erreicht.

— Michael Dobler, Herausgeber Dr. Web

Welche weiteren Anwendungen das FKIE entwickelt

FKIE-Drohne mit radioaktivem Warnschild, schwebend über grün leuchtender poröser Form
FKIE-Bodenroboter erkunden kontaminierte Zonen nach Industrieunfällen, bei Sprengstoffsuche und Probennahme in biologisch belasteten Gebieten mit bionisch inspirierten Sensoren

Neben Drohnen rüstet das FKIE auch Bodenroboter aus, sogenannte Unmanned Ground Vehicles. Diese fahren in kontaminierten Zonen vor, an die Menschen nicht herangeführt werden sollen. Anwendungen reichen von der Erkundung nach Industrieunfällen über die Suche nach Sprengsätzen bis zur Probennahme in biologisch belasteten Gebieten. Die zugrunde liegende Sensorik ist bionisch inspiriert: Drucksensoren orientieren sich an Seitenlinienorganen von Fischen, taktile Greifer am Finray-Effekt der Fischflosse, autonome Navigation an der Fledermaus-Echoortung. Im Dr.-Web-Robotik-Glossar stehen die zugehörigen Begriffe von Aktuator bis Zykluszeitoptimierung kompakt erklärt.

Welche Industrien davon profitieren

Orange-weiße Drohne im Bienendesign transportiert ein Netz mit Partikeln
FKIE-Roboter unterstützen Energiewirtschaft beim Kernkraftwerks-Rückbau und Chemieindustrie bei der Unfallaufklärung in kontaminierten Bereichen

Die FKIE-Forschung ist keine reine Behörden-Angelegenheit. Drei Industriebereiche profitieren direkt. Erstens die Energiebranche: Kernkraftwerks-Rückbau erfordert ferngesteuerte Roboter, die in stark kontaminierten Bereichen arbeiten. Zweitens die Chemieindustrie: Unfälle in Werken wie Leverkusen, Bitterfeld oder Burghausen brauchen schnelle Erkundung, bevor Einsatzkräfte vorgehen. Drittens die Logistik: Wer Gefahrgut transportiert, will im Fall eines Lecks sofort wissen, was austritt und wie weit es sich verbreitet. Für all diese Bereiche entwickeln das FKIE und seine Industriepartner Lösungen, die bionische Prinzipien direkt mit moderner Sensorik verbinden.

Was das für die deutsche Sicherheitsstrategie bedeutet

Kamera-Dronenschwarm umgibt Pilz in perforierter, hölzerner Struktur
Drohnen-Schwärme für radiologische Aufklärung sollen kritische Infrastrukturen vor hybriden Angriffen schützen

Die Bedrohungslage durch hybride Angriffe hat sich seit 2024 verschärft, das stellt das FKIE in seiner aktuellen Pressemitteilung explizit fest. Drohnen-Schwärme zur radiologischen Aufklärung sind eine der wenigen Technologien, die schnell genug skalieren, um auf solche Szenarien zu reagieren. Wer in Aufsichtsräten von Energieversorgern, Chemiekonzernen oder kritischen Infrastrukturen sitzt, sollte die FKIE-Forschung kennen. Wer einen Pilotvertrag mit Fraunhofer sucht, kann über die BIONA-Förderlinie des BMBF einen Großteil der Kosten gegenfinanzieren lassen. Bionik wandert von der akademischen Spielwiese zur Sicherheits-Infrastruktur.

Die Botschaft lautet: Bionik ist 2026 nicht mehr nur Greifer und Klebstoff. Sie ist Schwarm-Intelligenz im Katastrophenschutz, taktile Sensorik im Bombenroboter und biologisch inspirierte Algorithmen in der Drohnenflotte. Wer das Feld auf Robotergreifer reduziert, übersieht die Hälfte des Marktes.

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Markus Seyfferth
Autor
ist seit 2019 geschäftsführender Gesellschafter von Dr. Web. Er verantwortet die redaktionelle Ausrichtung des Dr. Web Magazins und bringt seine Expertise in den Bereichen Webdesign, Webentwicklung, WordPress, SEO sowie Online Marketing ein. Zudem verfasst er regelmäßig Fachartikel, um sein Wissen und seine Erfahrungen zu teilen und anderen im Online Marketing weiterzuhelfen.
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