Die Erfahrungen mit der Corona-Pandemie haben gezeigt, dass vor allem der Aufenthalt in geschlossenen Räumen ein erhöhtes Infektionsrisiko mit sich bringt. Die Übertragung findet dabei hauptsächlich durch sogenannte Aerosole statt – kleine Tröpfchen, die ausgeatmet werden und sich im Raum verteilen. Wie genau sich diese Aerosole in einem Raum ausbreiten und wie sich verschiedene Sicherheitsmaßnahmen objektiv vergleichen lassen, haben Forscherinnen und Forscher aus 15 Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft über ein Jahr lang im Projekt AVATOR untersucht – mit dabei ein Team der Fraunhofer Austria Research GmbH. Für das nun erfolgreich abgeschlossene Projekt lieferte das österreichische Team einen auf künstlicher Intelligenz (KI) beruhenden Algorithmus, der aufwändige Simulationen drastisch beschleunigt. Im heuer gestarteten Folgeprojekt CineCov wird dieser nun weiterentwickelt und insbesondere für Kinos zur Anwendung gebracht.
Ziel: Sicherheitskonzepte und Methoden
Das Projekt AVATOR – kurz für „Anti-Virus-Aerosol: Testing, Operation, Reduction“ vereint Methoden der Computersimulation unter anderem im Bereich der Strömungsdynamik mit experimentellen Messungen der Raumluft sowie mit Forschung zu Luftreinigungstechnologien. Ziel ist es, für alle Szenarien, in denen Gruppen von Menschen unter einem Dach zusammenkommen, sei es in Supermärkten, in Flugzeugen oder im Kino, Sicherheitskonzepte und Methoden zu erarbeiten. Die verschiedenen Forschungsgruppen der beteiligten Institute stehen dabei in ständigem Austausch.
„Um die Pandemie in den Griff zu bekommen, muss man ihr wissenschaftlich begegnen. Man muss alle verfügbaren Gehirne und Kräfte mobilisieren, um gemeinschaftlich zu helfen. Genau das hat die Fraunhofer-Gesellschaft im Projekt AVATOR getan, und ich bin stolz darauf, dass auch mein Team zu dem Projekt beitragen konnte“, sagt Eva Eggeling, Leiterin des Centers für Data Driven Design von Fraunhofer Austria.
Benötigte Rechenzeit dramatisch verkürzt
„Die in AVATOR durchgeführten Simulationen der Tröpfchen-Ausbreitung sind hochkomplex und benötigen eine große Menge an Rechenzeit auch auf äußerst leistungsfähigen Computern. Dies wäre für AnwenderInnen mit großem Zeitaufwand und hohen Kosten verbunden und auf lange Sicht nicht praxistauglich. Die von Fraunhofer Austria entwickelten Algorithmen sorgen dafür, dass sich die benötigte Rechenzeit dramatisch verkürzt. So wird der Einsatz der in AVATOR entwickelten Simulationsrechnungen schneller, günstiger und praxistauglicher, sodass Anwenderinnen und Anwender in Zukunft in der Lage sein werden, die Berechnungen schnell für viele Szenarien durchzuspielen“, erklärt Eva Eggeling.
Nächstes Projekt läuft bereits
Das Projekt AVATOR wurde mit Ende 2021 abgeschlossen, die in Österreich entwickelte Technologie kommt jedoch bereits beim nächsten Projekt zum Einsatz: sechs internationale Kooperationspartner arbeiten im Projekt CineCov daran, die Ausbreitung von Corona-Viren über Aerosole in Kinos zu minimieren. Fraunhofer Austria betrachtet dabei vor allem den Eingangsbereich, in dem sich zum Beispiel an der Kinokasse Gruppen von Personen nahekommen. Durch die Simulationen der Forscherinnen und Forscher sollen sich verschiedene Maßnahmen wie zum Beispiel Einbahnregelungen oder gestaffelte Einlasszeiten objektiv vergleichen lassen.
