Positionen-Magazin
Brand­schutz digi­tal

Zün­dende Ideen

Künstliche Intelligenz erobert den Brandschutz. Obwohl die technischen Möglichkeiten enorm sind, warnen Experten vor Risiken durch die smarten Systeme.

Als im Treppenhaus einer Schule Rauch aufsteigt, erfasst die Videokamera des Brandschutzsystems diesen sofort. Algorithmen beginnen mit der Analyse – und geben Entwarnung: Der Rauch stammt von einer Zigarette, die sich ein Schüler angezündet hat. Das ist zwar verboten, aber kein Fall für die Sprinkleranlage. Ganz anders in einer Fabrikhalle, in der dasselbe Brandschutzsystem arbeitet. Als Qualm aus einer Maschine steigt, erkennt das Programm, dass es sich nicht um Zigarettenrauch handelt. Die Sirene heult, Sprinkler spritzen, bei der Feuerwehr geht ein Notruf ein. Noch sind Szenen wie diese Fiktion. Denn heutige Brandschutzsysteme sind nicht in der Lage, zuverlässig zwischen harmlosem Zigarettenrauch und gefährlichen Brandschwaden zu unterscheiden. Entwickler arbeiten jedoch daran, die Vorrichtungen mit künstlicher Intelligenz auszustatten und damit das Urteilsvermögen von Menschen nachzuahmen.


Seit Langem experimentieren Firmen mit digitalen Mitteln, um ihre Systeme noch leistungsfähiger zu machen. Der Technologiekonzern Bosch brachte vor fünf Jahren als einer der ersten Konzerne eine videobasierte Branderkennung auf den Markt. Das kann nützlich sein. Denn Feuer lassen sich mit Kameras schon erkennen, wenn der Rauch den Detektor an der Raumdecke noch gar nicht erreicht hat.

Die Software lernt ständig dazu. Aber was, wenn sie das Falsche lernt? 

Bevor solche Systeme in Büros und Fabriken ihren Dienst tun, müssen sie mit Tausenden Trainingsdaten gefüttert werden. So soll die Software Rauch identifizieren und von Störfaktoren wie Lichtreflexen unterscheiden. „Die Algorithmen sind heute in der Lage, solche einfachen Strukturen zu erkennen“, sagt Bosch-Produktmanager Sören Wittmann. Zertifiziert wurde das Bosch-System von der GDV-Tochter VdS Schadenverhütung, Europas größtem Institut für Unternehmenssicherheit, mit Sitz in Köln. In Zukunft soll die videobasierte Branderkennung aber noch mehr können – und sich während des Einsatzes ständig weiterbilden. Bosch arbeitet an einem selbstlernenden System, bei dem Software die aufgezeichneten Videodaten in sogenannten neuronalen Netzen auswertet. Ähnlich wie das menschliche Gehirn könnten sie das Erlernte immer wieder mit neuen Inhalten verknüpfen, ihre Fähigkeiten verbessern und so womöglich eines Tages Zigarettenrauch von Brandqualm unterscheiden. Der Mensch müsste bei diesem Lernvorgang nicht mehr eingreifen.

„Vielleicht werden wir künstliche Intelligenz künftig mit künstlicher Intelligenz testen müssen“

Genau da sehen Experten jedoch Probleme. „Können wir ausschließen, dass sich selbstlernende Systeme fehlerhaft trainieren und ihre Fähigkeiten verlieren?“, fragt VdS-Experte Sebastian Brose. Mithilfe von Tests ließen sich die Fähigkeiten einer Anlage schließlich nur zum Zeitpunkt der Prüfung beurteilen. Selbstlernende Systeme verändern sich aber pausenlos. Eine Zertifizierung sei in diesem Fall schwer zu erteilen. „Vielleicht werden wir künstliche Intelligenz künftig mit künstlicher Intelligenz testen müssen“, sagt Brose.

Neue Risiken sieht er auch, weil ein neues Betätigungsfeld für Cyberkriminelle entstehen könnte. So warnen Fachleute des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) davor, dass sich Bilder in Systemen von künstlicher Intelligenz (KI) einfach manipulieren lassen. In einer Studie verweisen sie auf die Arbeit von US-Wissenschaftlern, die das Bild eines Pandabären mit einem simplen Effekt entfremdet haben. Für das menschliche Auge war das nicht erkennbar, das KI-System jedoch hielt den Pandabären für einen Gibbon. Was in diesem Fall wie eine Anekdote klingt, könnte bei Brandschutzsystemen ernste Folgen haben.

Digitale Sensoren lassen sich aus der Ferne warten – das spart Kosten 

Vorteile sieht Brose allerdings in der Effizienz digitaler Brandschutzanlagen. Denn womöglich teilen sich eines Tages alle Sensoren des Gebäudemanagements dieselbe virtuelle Plattform. Kameras zur Einbruchsüberwachung könnten auch vor Feuer warnen, Sensoren für Luftüberwachung als Rauchmelder dienen. Die Betriebskosten eines Gebäudes ließen sich dadurch verringern. Die ersten Ansätze gibt es bereits. Der Technologiekonzern Siemens erstellt mithilfe unzähliger Daten den virtuellen Zwilling eines Gebäudes. In dem 3-D-Modell vereinigen sich Informationen aus Bauplänen mit Messwerten von Sensoren und erlauben einen ständig abrufbaren Überblick der Lage im Haus.


Die Wartung solcher Systeme ist im vernetzten Zeitalter ebenfalls einfacher. Bei der Kontrolle von Brandmeldern sollen Techniker künftig nur noch in Ausnahmefällen mit der Leiter durch Gebäude laufen. So ist es heute schon möglich, ferngesteuert auf Brandmeldezentralen zuzugreifen und sie zu testen. Welche Möglichkeiten der digitale Brandschutz bietet, zeigt auch die Hagener Sicherheitsfirma Serinus. Sie hat ein System für Schulen, Bürobauten und andere Einrichtungen entwickelt. Es leitet Alarmmeldungen in Sekunden via Internet auf Smartphones und Arbeitsrechner. Bei Feuer, einem Amoklauf oder einer Terrorattacke erhalten die Anwesenden sofort Informationen über die drohende Gefahr und wissen, wie sie sich verhalten müssen.

Datensicherheit vieler Systeme ist noch gering

Experten sehen allerdings mit Sorge, dass selbst lebensrettende Daten oft den Umweg über das Internet oder Cloudddienste nehmen und damit Einfallstore für Hacker bieten. Wie wichtig der Aspekt der Datensicherheit ist, demonstrierte Markus Semmler auf den VdS-Brandschutztagen in Köln. Der IT-Spezialist knackte in wenigen Sekunden mehrere Firmenserver. Die dafür notwendigen Informationen fanden sich frei verfügbar im Internet. Seinen verdutzten Zuschauern verschaffte er unter anderem Einblick in eine private Wohnung, die mit einer Überwachungskamera ausgestattet war. „Gestern konnte man dort eine Frau sehen, die sich ausgeruht hat“, erklärte der zum Berater mutierte Ex-Hacker. Die Schwachstelle befand sich auf dem Firmenserver des Sicherheitsanbieters, an den die Daten übertragen wurden.

„In einigen Betriebssystemen stecken komplexe Monster“ 

Selbst für die IT-Fachleute in den Firmen sei es nicht immer einfach, sich gegen Cyberangriffe zu schützen, sagt Semmler. Oft seien sie auf Softwarebausteine von Dritten angewiesen. „In einigen Betriebssystemen stecken komplexe Monster unbekannter Entwickler, an die niemand anders herankommt.“ Manchmal gebe es deshalb gar keine andere Möglichkeit, als fehlerhafte Programme zu verbauen.

Trotz der Risiken bietet die vernetzte Brandbekämpfung natürlich Vorteile. Dabei muss nicht immer künstliche Intelligenz im Spiel sein. Manchmal genügt der schnelle Transport von Informationen. Beispiel Drohnen: Feuerwehren setzen sie immer häufiger im Kampf gegen Großbrände ein, um sich ein Bild der Lage zu machen. Die digitalen Bilder lassen sich schnell und zu niedrigen Kosten an die Leitstellen funken.

„Bislang geschieht das oft noch mit Hubschrauber“, sagt Christian Liebezeit. Er arbeitet bei der Firma SYSWE, die Drohnen für Inspektionsflüge einsetzt. Der Einsatz der unbemannten Flugobjekte bietet sich vor allem dann an, wenn es für Menschen zu gefährlich ist, sich dem Unglücksort zu nähern. „Ein Beispiel sind verunglückte Lastwagen mit brennenden Chemikalien“, sagt Liebezeit. Aber auch Industrieanlagen oder Gebäude, in denen gefährliche Güter lagern, zählen dazu. Schnell verfügbare Drohnenbilder hätten einen weiteren Vorteil: „Idealerweise zeigen die Fotos nicht nur die Ausdehnung des Feuers, sondern auch den Brandstifter.“
Für die Hersteller intelligenter Brandschutzsysteme werde es vor allem darauf ankommen, die Vorteile ihrer Produkte herauszustellen und zu zeigen, warum sich ein Kauf lohnt, sagt VdS-Fachmann Brose. Denn die Anschaffung sei recht teuer „Und der bislang verfügbare Brandschutz funktioniert im Grunde gut.“

Text: Heimo Fischer

Auch inter­essant