emergenCITY

Das LOEWE-Zentrum emergenCITY forscht seit 2020 an resilienten Infrastrukturen digitaler Städte, die auch Krisen und Katastrophen standhalten. emergenCITY ist als interdisziplinäre und standortübergreifende Kooperation organisiert, an der die Partneruniversitäten Technische Universität Darmstadt, Universität Kassel und Philipps-Universität Marburg beteiligt sind.

Im Jahr 2050 werden etwa zwei Drittel der Weltbevölkerung in Städten leben – nach 30 Prozent in 1950 und 50 Prozent in 2010. Dieser Urbanisierungstrend wird durch anpassungsfähige und effiziente (kritische) Infrastrukturen in den Sektoren Energie, Verkehr und Logistik, Gesundheit, Ernährung, Wasser, Finanz- und Versicherungswesen sowie Staat und Verwaltung ermöglicht.

Maßgeblich für die Anpassungsfähigkeit und Effizienz ist der ubiquitäre Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT). Gleichzeitig werden die nichtöffentlichen Bereiche wie Privathaushalte, der Individualverkehr und die Wirtschaft verstärkt von IKT durchdrungen. Es ergeben sich erhebliche Abhängigkeiten von IKT-Systemen, die mit steigender Vernetzung zunehmen. In solchen digitalen Städten ist die Funktionsfähigkeit der IKT-gestützten Infrastrukturen durch Naturereignisse, menschliches und technisches Versagen sowie Gewalt und Terror gefährdet. Ein systematisches Verständnis der Verwundbarkeit digitaler Städte und wirksame Maßnahmen zur Erhöhung ihrer Resilienz sind dringend erforderlich, fehlen aber bisher.

Digitale Städte werden auf Basis der im Zentrum erarbeiteten Lösungen signifikante Störungen ihrer Funktionsfähigkeit zukünftig besser kompensieren. Sie werden in Krisensituationen autonom einen IKT-Notbetrieb aufnehmen, um die gemeinschaftliche Bewältigung der Krise und die Rückkehr der Stadt zur Normalität effizient durch IKT-Unterstützung zu gewährleisten. Daher erforscht emergenCITY Grundlagen, Methoden und Lösungen zur Realisierung sogenannter „Emergency Responsive Digital Cities“. Hierunter verstehen wir die Resilienz und speziell die Widerstands-, Anpassungs- und Wandlungsfähigkeit der IKT zukünftiger digitaler Städte in Krisen unter Einbindung der Bevölkerung (vgl. Abb. 1).

In zukünftigen digitalen Städten sollen Unbemannte Flugsysteme (UAS) als autonome cyber-physische Systeme in die urbane Mobilität integriert sein. Das damit verbundene urbane Luftverkehrsmanagement unterliegt dabei einer kritischen Abhängigkeit einer zentralen Koordinationseinheit. Besonders in Krisenszenarien muss ein sicherer Betrieb des urbanen Luftverkehrs gewährleistet sein, da neben den Risiken des Regelbetriebs zusätzliches Risiko in Form von Rettungsmissionsabbrüchen entsteht. Um die Resilienz des urbanen Luftverkehrsmanagements zu erhöhen, beschäftigt sich das Forschungszentrum emergenCITY unter anderem mit der Frage, inwiefern UAS bei Wegfall einer Instanz zur Kollisionsvermeidung und Luftraumaufteilung dezentral organisiert werden können.

In Krisenszenarien zukünftiger digitaler Städte sollen autonome mobile Roboter als Unterstützung für Ersthelfer in Krisenszenarien eingesetzt werden. Zu diesem Zweck werden am Forschungszentrum emergenCITY fliegende und fahrende Robotersysteme, sowie kooperative Verfahren entwickelt und als Demonstratoren implementiert.

Im Rahmen von emergenCITY befasst sich das FSR mit verschiedenen Forschungsfragen und entwickelt Demonstratoren. Wir betreuen laufend studentische Abschlussarbeiten und Advanced Design Projects (ADP). Wenn Sie sich besonders für eine der Herausforderungen von emergenCITY interessieren, kontaktieren Sie uns für weitere Informationen.

Website: www.emergencity.de

Twitter: twitter.com/emergen_city

Github: www.github.com/LOEWE-emergenCITY