Fraunhofer IAO | Stadtsystem-Gestaltungfeir - Führungsausbildung für Einsatzkräfte mittels intelligenter virtueller Realitäten
Mit virtueller Realität und KI: Neue Wege in der Ausbildung von Führungskräften im Feuerwehr- und Rettungswesen für die Gefahrenabwehr
Die Ausbildung von Führungskräften ist eine grundlegende Säule im Feuerwehr- und Rettungs-wesen und von entscheidender Bedeutung für den Einsatzerfolg – und somit für den Schutz und die Rettung von Menschenleben.
Binnen Sekunden muss die Lage bei der Ersterkundung am Einsatzort beurteilt und Entschei-dungen getroffen werden. Bei dem sogenannten Führungsvorgang ist es wichtig, dass die Ein-satz- und Führungstreffen einen kühlen Kopf bewahren. Dabei helfen regelmäßige Schulungen und Fortbildungen an den Landesfeuerwehrschulen, bei denen Ernstfallsituationen erprobt wer-den. Hierfür wird auf Planspiele im Miniaturmodell zurückgegriffen, welche zwar kostengünstig sind, aber nur wenig detailgetreu und durch die Vogelperspektive eine Allwissenheit suggerie-ren. Die Ausbildung an echten Objekten ist nur sehr begrenzt möglich und ein Großteil der Szenarien ist kaum oder mit unverhältnismäßig großem Aufwand nachzustellen. Vereinzelt gibt es bereits digitale und Virtual Reality-Ansätze, welche aber noch ausbaufähig sind.
Daher forscht das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) gemeinsam mit dem Verbundkoordinator VOMATEC Innovations GmbH sowie den Verbundpartnern – der amatik Designagentur, antwortING Beratende Ingenieure PartGmbB, dem Forschungszentrum Informatik und Northdocs GmbH an dem Projekt feir: »Führungsausbildung für Einsatzkräfte mittels intelligenter virtueller Realitäten«.
»Eine fundierte Fortbildungsmöglichkeit für Führungskräfte der Gefahrenabwehr ohne große Vorbereitungsaufwände in den überwiegend ehrenamtlich aufgestellten Hilfsorganisati-onen war ein wichtiger Aspekt für uns«, erklärt Verbundkoordinator Christian Hanz. »Daher er-hält die Erreichung des maximalen Lernerfolges von Teilnehmenden und die alltagstaugliche Implementierung im Projekt einen starken Fokus Durch die Nutzung von modernen Techno-logien und virtuellen Trainingsmethoden ermöglichen wir es den Führungskräften, in realis-tischen und individuell angepassten Szenarien zu trainieren und somit ihre Entscheidungen in kritischen Situationen zu verbessern, ohne dabei auf große Vorbereitungszeiten angewiesen zu sein.«
Der Aufbau einer virtuellen Übungs- und Ausbildungsplattform für Einsatzkräfte der nicht-polizeilichen Gefahrenabwehr steht im Mittelpunkt des Projektes. Hierbei werden Führungs-kräfte für den Führungsvorgang von Einsatzlagen geschult. Die Übungsplattform soll dafür realitätsnahe Szenarien zur Verfügung stellen, welche mittels KI automatisiert generiert und ausgewertet, aber auch manuell eingestellt werden können.
Hier klicken:
Reiternavigation
Das Projekt
Worum geht es?
Im Gegensatz zu bisherigen Ausbildungsmethoden mit statischen Übungsszenarien, soll feir (Förderkennzeichen 13N16414) 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 trai-nieren. Durch die generierten Szenarien können sie in der Ersterkundung und entlang der ge-samten Einsatzkette auf spezifische Lagen vorbereitet werden. Mit strukturierten Auswertun-gen erhalten sie schnelles Feedback und können so ihren Lernerfolg verbessern.
Im Zuge von feir erfolgt ein erfahrungsorientierter Wissenstransfer und eine Evaluation von Lernprozessen zur Optimierung der Führungsausbildung für realitätsnahe Übungen von Sei-ten des Fraunhofer IAO. Dabei wird untersucht, wie mit neuen Lehr-Lern-Methoden ganzheit-liche und nachhaltige Lernerfolge ermöglicht werden können. Um einen optimalen Lernerfolg zu erreichen, werden zudem die latenten Lernvorrausetzungen untersucht. Im Projekt feir wird der Lernprozess insbesondere hinsichtlich der Lernumgebung und der Lernformen analysiert. Die Betrachtung des Lernfortschrittes trägt zur Identifikation von Herausforderungen und Möglichkeiten, sowie der Optimierung der Führungsausbildung mithilfe von virtueller Umge-bung bei. Mit dem Ziel einer bedarfsorientierten, zielgruppenspezifischen und anwendungs-freundlichen Ausbildungsplattform, treten Projektkonsortium regelmäßig mit den Nutzenden-gruppen in einen Erfahrungsaustausch und evaluieren den Entwicklungsprozess kontinuierlich.
Was bietet feir?
Mit feir wird Einsatzkräften erstmalig eine praxisorientierte und wissenschaftlich evaluierte Trai-ningsmöglichkeit zur Verfügung gestellt, die gezielt Führungskompetenzen adressiert.
Mit Hilfe der digitalen Lösung wird der Aus- und Fortbildungsaufwand reduzieren und das ak-tive Lernen sowie die Trainingsfrequenz ausgebaut, dabei orientiert sich der Ansatz an den Pra-xisbedarf. Das Konsortium aus zwei Forschungseinrichtungen und drei innovativen Unterneh-men arbeitet deshalb eng mit Anwender*innen und Verbänden der Gefahrenabwehr zusam-men.
Der in feir verfolgte Ansatz weist große Transferpotenziale für die Ausbildung in der Gefahren-abwehr auf. Perspektivisch ist die Plattform auf den gesamten Bereich der Behörden und Orga-nisationen mit Sicherheitsaufgaben übertragbar, da es eine allgemeine Methode der Schulung und Fortbildung von Führungskräften in kritischen Situationen darstellt. Somit wird ein Beitrag zur angestrebten Verbesserung der Aus- und Weiterbildungslandschaft der Bundesregierung geleistet, die kritische Ressourcen der BOS geschont, wodurch wiederum kritische Infrastruk-turen besser geschützt werden können.
Wie ist feir aufgebaut?
Das Projekt feir besteht aus einem Projektkonsortium welches zwei Forschungseinrichtungen und drei innovativen Unternehmen umfasst. Diese arbeiteten eng mit Anwender*innen und Ver-bänden der Gefahrenabwehr zusammen.
Aufbauend auf dem Ist-Zustand der Führungsausbildung erfolgt eine Bedarfsermittlung an ein VR-Ausbildungssystem Mithilfe von Expert*inneninterviews wird ein einsatztaktisches Gesamt-konzept erarbeitet, welches didaktisch aufbereitete Lern-Lehr-Konzepte umfasst. Dieses bildet den Grundstein für die Gesamtplattform und eine Simulationsumgebung mit automatisierten Szenarien. Gemeinsam mit der Zielgruppe wird die automatisierte Auswertung und Handlungs-erkennung getestet und verbessert. Dabei stehen die Erreichung und Messung des Lernerfolgs insbesondere latenter Variablen im Vordergrund. In diesem Prozess erfolgt immer wieder eine Validierung und Evaluation anhand von Workshops, Fokusgruppen, teilnehmender Beobach-tung und Nutzendenevaluationen. Insgesamt wird ein Fokus auf Anwendungsfreundlichkeit der Plattform gelegt.
Unsere Partner
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sieht in seinem Forschungsrahmen-programm Forschung für die zivile Sicherheit 2018 – 2023 das Themenfeld „Technologien und Konzepte zur Aus-, Fort- und Weiterbildung” als bedeutsam an und fördert die Erforschung „digitaler Lehr- und Lernmethoden und moderner Übungs- und Simulationstechnologien” in verschiedenen Projekten – darunter auch das Forschungsprojekt feir. Das Forschungsprojekt feir wird mit rund 1,8 Mio. Euro über drei Jahre (09/2022 – 08/2025) gefördert. Das Projekt feir besteht aus einem Projektkonsortium, welches zwei Forschungseinrichtungen und drei innovative Unternehmen umfasst. Verbundpartner sind:
Amatik Designagentur
Die amatik Designagentur hat langjährige Erfahrungen mit der Entwicklung von Virtual Reality- und Augmented Reality-Anwendungen, wie beispielsweise die Konzeption einer Virtual Reality Zeitreise durch Landtag von Schleswig-Holstein.
antwortING Beratende Ingenieure PartGmbB
Die antwortING Beratende Ingenieure PartGmbB hat unter anderem Erfahrung als Verbund-koordinator des Sicherheitsforschungsprojekts PrimAIR (Rettungsdienst), bei der Ent-wicklung und Bewertung von neuen Soft- und Hardwarelösungen und dem Transfer von Forschungsergebnissen zu Produkten zum Bevölkerungsschutz.
FZI
Das Forschungszentrum Informatik (FZI) arbeitet im Bereich der Sicherheitsforschung, Mensch-Technik-Interaktionen, Augmented Reality, Sensorik und künstliche Intelligenz (Aktivitätserkennung, Sensordatenfusion, und -auswertung).
Northdocks GmbH
Die Northdocks GmbH verfügt neben der Erstellung realistischer VR-Szenarien durch Projekte im Werksfeuerwehrbereich auch Kenntnisse zu besonderen Anforderungen von Feuerwehr-Schulungen.
VOMATEC
VOMATEC Innovations GmbH verfügt über Kompetenzen im Bereich der Hilfsorganisa-tion und Sicherheitsbranche sowie Expertise in der Softwarearchitektur von sicher-heitskritischen Lösungen und Anforderungsübertragung von Anwenderkreisen in digi-tale Lösungen (intelligente Datenanalyse, Datenverknüpfung, und Datendarstellung so-wie Schadenslagenbewältigung).
Assoziierte Partner
Als assoziierte Projektpartner gelten der Bundesverband Betrieblicher Brandschutz Werkfeuerwehrverband Deutschland e. V., der Landesfeuerwehrverband (LFV) Rhein-land-Pfalz e. V. und die Henkel AG & Co.
Ressourcen & Publikationen
Informationen zum Download
- Weitere Informationen zum Projekt: Führungsausbildung für Einsatzkräfte mittels intelligenter virtueller Realitäten (feir)
Teilnahme
Sie möchten sich im Projekt einbringen?
Sie möchten am Projekt teilhaben oder haben weitere Fragen dazu?
Sie kommen aus dem Bereich der Führungsausbildung für die Gefahrenabwehr und haben In-teresse, bei der Entwicklung von innovativen Lern-Lehr-Methoden mitzuwirken und zu profi-tieren?
Melden Sie sich gerne bei uns!
Kontakt: zoe.back@iao.fraunhofer.de
Denn feir versteht sich als transdiziplinäres Projekt mit großer Anwendungsbezogenheit. Hier-für ist ein intensiver Wissensaustausch zwischen Akteur:innen notwendig.
Studienarbeiten
Du interessiert dich für den Bevölkerungsschutz und hast bereits Erfahrungen im Bereich Feu-erwehr- und Rettungswesen, VR-Anwendungen und KI und/oder im Bereich Pädagogik/ Er-wachsenenbildung? Zudem möchtest du deine Masterarbeit praxisorientiert schreiben und ei-nen Beitrag zur angewandten Forschung leisten?
Melde dich gerne bei uns!
Deine Benefits:
- Spannende Einblicke in angewandte Forschung und innovative Lern-Lehr-Methoden
- Beitrag zur verbesserten Fort- und Ausbildung der Gefahrenabwehr
Kontakt: zoe.back@iao.fraunhofer.de
