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Prometeo Platform
Einsatz im Feuer: Das Leben von Feuerwehrleuten schützen
Prometeo nutzt Container-basierte Architektur zur Skalierung von Anwendungen zur Gesundheitsüberwachung
Niemand ist schneller als ein Lauffeuer.
Laut NASAExternal Link brennt auf der Erde immer etwas. Dazu gehören kontrollierte landwirtschaftliche Brände, die Verbrennung fossiler Brennstoffe oder durch Blitzschlag oder Menschen ausgelöste Waldbrände. Und die NASA wüsste es, denn das Unternehmen beobachtet mit ihrem Terra-Satelliten aktiv brennende Brände weltweit. Manchmal entstehen an einem beliebigen Tag in einem Gebiet von 1.000 km² bis zu 30 Brände. Die Endprodukte all dieser Verbrennungen sind eine Mischung aus Gasen, darunter Kohlendioxid, Methan und Kohlenmonoxid.
Waldbrände sind ein wachsendes Problem. The Climate Reality ProjectExternal Link, ein globales Netzwerk von Aktivisten, die den Kampf um Lösungen für das Problem des Klimawandels in Washington, DC, anführen, stellt fest, dass steigende Temperaturen aufgrund der Verbrennung fossiler Brennstoffe die Vegetation austrocknen und dadurch größere und widerstandsfähigere Waldbrände begünstigen.
Wildfire TodayExternal Link erklärt, dass Feuerwehrleute Gesundheitsrisiken wie gefährlichen Schadstoffen aus der Verbrennung von lebender und toter Vegetation (Rauch), Asche und Bodenstaub sowie langen Schichten ohne Atemschutz ausgesetzt sind. Ein Waldbrand breitet sich schneller aus, als ein Mensch rennen kann.
Es ist ein globales Problem – eines, das Prometeo Platform S.L. mit seiner Lösung zur Messung der Toxinexposition von Feuerwehrleuten angehen wollte.
Anzahl der Brände
Die NASA hat an einem Tag bis zu 30 Brände in einem Gebiet von 1.000 km² gemessen
Globales Ziel
Das Ziel des Prometeo-Teams ist es, das Toxinexposition von 100 % der Feuerwehrleute weltweit zu messen
Salomé Valero, Ph.D., Engineering, ist ein IT Service Delivery Manager für eine große Bank in Barcelona, Spanien. Sie ist auch Mitbegründerin von Prometeo.
Prometeo bietet eine Lösung zur Überwachung der Toxinexposition von Feuerwehrleuten bei der Arbeit in Waldbränden in nahezu Echtzeit durch Farbsignale und Warnmeldungen.
„Wir haben Prometeo entwickelt, um ein reales Problem für Feuerwehrleute zu lösen“, sagt Valero. „Wir helfen ihnen, individuelle Strategien zu entwickeln, um sie vor der kumulativen Wirkung des Rauchs und der giftigen Substanzen zu schützen, die sie bei der Arbeit an Waldbränden einatmen.“
Die Geräte in der Größe eines Mobiltelefons, die auch Umweltsensoren enthalten, sind so konzipiert, dass sie an den Jacken der Feuerwehrleute getragen werden können. Sie überwachen die Umgebung auf Giftstoffe wie Kohlenmonoxid und Stickstoffdioxid sowie auf Temperatur, Feuchtigkeit und Rauchkonzentration.
Die Werte des Geräts werden gesammelt und über ein Netzwerk an eine kognitive Plattform übertragen, wo die Daten von einem maschinellen Lernmodell verarbeitet werden. Die Daten werden auf dem Prometeo-Dashboard in einen einfachen, farbcodierten Status umgewandelt, mit dem die Feuerwehrleitstelle die Rauch- und Schadstoffbelastung der Feuerwehrleute überwachen kann.
Grün signalisiert, dass der Gesundheitszustand des Feuerwehrmanns gut ist, während Gelb oder Rot auf Vorsicht oder „Rückkehr in die Sicherheit“ hinweisen. Die Einsatzleitung der Feuerwehr kann dann Maßnahmen ergreifen, um den Feuerwehrmann aus dem Brandgebiet zu entfernen.
Die Prometeo-Lösung basiert auf mehreren IBM Cloud-Angeboten.
Eine Erfolgsgeschichte, die mit einem Misserfolg begann
Prometeo entstand aus einem Wettbewerbsbeitrag von Call for Code. „Call for Code“ ist ein globales Programm für Entwickler und andere Problemlöser, um gemeinsam an Open-Source-Technologieprojekten zu arbeiten, die soziale und humanitäre Probleme angehen. Die „Call for Code“ Initiative ist die größte „Tech for Good“-Initiative ihrer Art. Das Unternehmen sponsert einen jährlichen Wettbewerb, bei dem die Gewinner Geldpreise und umfassende Unterstützung für die Entwicklung und Markteinführung ihrer Lösungen erhalten.
„Ich habe bei einem Treffen mit IBM von Call for Code erfahren“, sagt Valero. „In der Bank, in der ich arbeite, gibt es viele ehrenamtliche Aktivitäten. Ich dachte mir, dass es eine gute Gelegenheit wäre, die neue IBM Cloud-Technologie zu testen.“
Valero bildete ein Team mit fünf Freunden und Kollegen aus dem IT-Umfeld und hatte ein Brainstorming über Naturkatastrophen in Südeuropa und konzentrierte sich dann speziell auf die Waldbrände in Spanien. Die ursprüngliche Idee bestand darin, die Häuser der Menschen vor der Gefahr von Waldbränden zu schützen.
„Die Erfolgsgeschichte von Prometeo begann mit einem Misserfolg“, erklärt Valero.
Das Team nahm am Call for Code 2018 teil, merkte aber bald, dass seine Idee noch verfeinert werden musste. Sie hatten die Experten – die Feuerwehrleute selbst – nicht zu Rate gezogen. „Nach dieser Erfahrung sagten wir: ‚Okay, wir gehen zur Feuerwache, um mit den Feuerwehrleuten zu testen‘“, sagt Valero. Da sie keine Feuerwehrleute persönlich kannte, suchte Valero nach E-Mails von Feuerwehrleuten und schrieb sie an. Sie wandte sich an den erfahrenen Feuerwehrmann Joan Herrera, einen Spezialisten für Brandmanagement, der heute zum Prometeo-Team gehört.
Valero fährt fort: „Mein Team und ich gingen zur Feuerwache und er sagte uns: ‚Sie wissen alle viel über Technologie.‘ Aber Sie wissen gar nichts über Waldbrände'. Das war wahr. Er hatte Recht, und deshalb haben wir nicht gewonnen.“
Herrera teilte sein Fachwissen über Waldbrände. Er schilderte seine Besorgnis über den Rauch und die giftigen Substanzen, die die Feuerwehrleute ständig einatmen, wenn sie in einem Feuer arbeiten, einschließlich kontrollierter Brände, bei denen die Feuerwehrleute oft keine Masken tragen.
„Er hat uns Geschichten über seine Arbeit erzählt, auch über den Verlust von Feuerwehrkameraden, was uns zutiefst berührt hat“, sagt Valero. „Wir erfuhren, dass seine Feuerwache zwar Daten über jeden Einsatz aufbewahrte, diese aber manuell in einer Excel-Datei verarbeitete und nur drei Datenpunkte (Anfang, Mitte und Ende des Einsatzes) von jedem Feuerwehrmann protokollierte. Diese Datenpunkte wurden von einer Krankenschwester gesammelt, die den Feuerwehrmann vor Ort begleitete.“
Das Prometeo-Team – zu dem inzwischen drei Techniker, ein Feuerwehrmann (Herrera) und eine Krankenschwester gehören – hat sich in Barcelona neu formiert. Gemeinsam skizzierten sie das Problem der Auswirkungen von Giftstoffen, die Protokolle für Feuerwehrleute und wie Technologie zur Lösung des Problems eingesetzt werden könnte. Dann machten sie sich an die Arbeit, um eine Lösung für den Call for Code 2019 zu entwickeln, dessen Schwerpunkt auf Naturkatastrophen lag.
„Wir wussten, dass wir mit IoT-Sensoren und der Leistung von KI in der Cloud eine Lösung bauen konnten, um jeden Feuerwehrmann in Echtzeit zu überwachen“, sagt Valero.
Das Prometeo-Team hat die Prototyp-Lösung mit mehreren IBM Cloud Services erstellt. IBM lieferte eine IoT-Plattform, die Informationen auf dem Dashboard nahezu in Echtzeit anzeigt. Die IBM Cloudant Technologie bietet eine vollständig verwaltete IBM Cloud Service-Datenbank, und der IBM Cloud Kubernetes Service verwaltet die Anwendungen über mehrere Hosts hinweg.
Node-RED (Link befindet sich außerhalb von ibm.com), ein Low-Code/No-Code-Programmiertool der OpenJS Foundation (Link befindet sich außerhalb von ibm.com), wurde ursprünglich verwendet, um die IoT-Hardwaregeräte, APIs und Online-Dienste miteinander zu „verkabeln“. Obwohl das ursprüngliche Prometeo-Gerät mit einem 3D-Drucker erstellt wurde, handelt es sich bei der heutigen Version um ein robustes Smartphone und eine intelligente Uhr von Samsung, die von Feuerwehrleuten getragen werden, die sich mit der IBM Cloud App ID über Bluetooth sicher am Gerät anmelden können.
„Mit diesen Daten wissen wir, was mit den einzelnen Feuerwehrleuten passiert und können individuelle Strategien zu ihrem Schutz entwickeln. Das ist das Ziel der Prometeo-Lösung“, sagt Valero.
Als das Team diesmal an der „Call for Code“-Challenge teilnahm, gewann es den Hauptpreis.
Skalierung des Projekts durch cloudnative Entwicklung
Die Feldtests der Samsung-Geräte wurden unter kontrollierten Verbrennungsbedingungen in Spanien durchgeführt, und werden auf der ganzen Welt fortgesetzt. Um das Wachstum des Projekts zu unterstützen, hat das Prometeo-Team mit IBM-Entwicklern zusammengearbeitet, um die ursprüngliche monolithische Anwendung zu übernehmen und die Vorteile der cloudnativen Entwicklung zu nutzen. Die App wurde in eine Handvoll Microservices aufgeteilt, um spezifische Anforderungen wie die Verarbeitung der Daten und die Erstellung des Dashboards zu erfüllen.
Dieser Ansatz bietet mehrere Vorteile. „Jeder Microservice kann in der für die jeweilige Aufgabe optimalen Sprache programmiert werden, sei es Python oder Node.js“, sagt Upkar Lidder, IBM Developer Advocate bei Call for Code. „Das bedeutet auch, dass bei Wartungsarbeiten oder Codelauffehlern nur eine einzelne Komponente ausfällt und nicht die gesamte Anwendung. Jetzt, wo mehrere Entwickler an dem Projekt arbeiten, besteht weniger Gefahr, dass ein Entwickler den Code eines anderen überschreibt, solange jeder nur an einem Microservice zu einer Zeit arbeitet.“
Jeder dieser Microservices ist nun in einem eigenen Docker-Container untergebracht, der vom IBM Cloud Kubernetes Service verwaltet wird. Dies vereinfacht die Verwaltung der Infrastruktur, wenn die Anwendung skaliert wird, und vereinfacht den Prozess der Portierung der Anwendung von einer Umgebung in eine andere.
„Mit der IBM Cloud-Technologie können wir problemlos skalieren. Es gibt weltweit Rechenzentren, sodass wir die Daten in jeder Region sicher verwalten können“, sagt Valero.
Darüber hinaus hat das Prometeo-Team ein Open-Source-Projekt namens Pyrrha (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) zur Linux Foundation (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) beigesteuert, damit auch andere dazu beitragen können, dass die Lösung an neuen Standorten eingesetzt wird. „Es gibt viele Menschen, die diese Technologie benötigen, und jeder Beitrag ist wichtig“, sagt Valero. Zu den kurzfristigen Zielen gehören die Analyse der Toxinexposition im Zeitverlauf und die Aktualisierung der Smartphone-Funktionen.
Mit der aktuellen Smartwatch kann jeder Feuerwehrmann seine eigene Toxinexposition überwachen. „Sie sind eine Gruppe, die nicht unbedingt als erste zurückweicht“, sagt Valero. „Deshalb finde ich es wichtig, dass sie auf der Smartwatch sehen, wenn der Status rot ist.“
Letztendlich ist das Ziel eine offene, flexible Plattform, in die Feuerwehr-Abteilungen ihre eigenen Anforderungen einbringen können, damit sie die Strategien zum Schutz ihrer Feuerwehrleute entwickeln können.
„Wir erwarten, dass wir über Big Data verfügen, um die Auswirkungen des Rauchs nachzuweisen und dabei die körperliche Verfassung und die kumulative Belastung der einzelnen Feuerwehrleute zu berücksichtigen“, sagt Valero.
In der nächsten Version der Prometeo-Lösung plant das Team, die Samsung Health API zu integrieren, um spezifischere Metriken von jedem Feuerwehrmann auszuwerten, die ihnen bei der Entwicklung von Erholungsstrategien helfen könnten. Zum Beispiel ist das Laufen auf flachem Land anders als auf einem Hügel. Da die Atmung eines Feuerwehrmannes auf einem Hügel eine andere ist, ist die Auswirkung der gleichen Menge Rauch schlimmer.
„Wenn ich in der IT einen schlechten Tag habe, bedeutet das, dass ich im War Room sitze, weil ein System der Bank ausgefallen ist, und das schlimmste Szenario ist, dass ich zu spät nach Hause komme“, sagt Valero. „Aber wenn die Löschmannschaft einen schlechten Tag hat, ist es ein wirklich schlechter Tag – wie Sie sich vorstellen können.“
Valero fasst zusammen: „Feuerwehrleute sind unsere Helden, und auch wenn sie sehr mutig sind, denke ich, dass wir die Prometeo-Plattform nutzen müssen, um sie zu schützen. Unser Traum ist es, dass jeder Feuerwehrmann weltweit ein IoT-Gerät von Prometeo an seiner Jacke oder seinem Handgelenk trägt.“
Über Prometeo Platform S.L.
PrometeoExternal Link mit Sitz in Barcelona, Spanien, ist ein Start-up, das gegründet wurde, nachdem es die Call for Code Global Challenge 2019 gewonnen hat. Das Unternehmen bietet eine IoT-Lösung zur Messung der Giftstoffe an, denen Feuerwehrleute bei der Bekämpfung von Waldbränden oder bei der Verwaltung von kontrollierten Bränden ausgesetzt sind. Die kognitive Plattform überwacht Feuerwehrleute in Echtzeit durch Signale und Warnungen auf Dashboards und intelligenten Geräten.
Fußnoten
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Hergestellt in den Vereinigten Staaten von Amerika, April 2022.
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