Zeit rettet Leben

Labor Berlin und Matternet rufen das erste städtische BVLOS-Netzwerk für die Lieferung medizinischer Materialien via Drohnen in der Europäischen Union ins Leben. Ziel ist es, diagnostische Proben – einschließlich Blutproben – aus verschiedenen Gesundheitseinrichtungen wie dem Charité Campus Benjamin Franklin zur Testung an das Zentrallabor Labor Berlins am Charité Campus Virchow-Klinikum (CVK) zu transportieren. Das Programm umfasst den Drohnentransport von medizinischen Proben entlang einer vorgegebenen Flugbahn, die von einem speziell ausgebildeten Matternet-Drohnenbetreiber überwacht wird, hin zu einem festen Landeplatz im Zentrallabor von Labor Berlin. Derzeit werden täglich über 15.000 Proben vor allem mit Kurierfahrten, die mit ihren Fahrzeiten stark vom Verkehrsaufkommen abhängig sind, über das umfangreiche Labor-Netzwerk von Labor Berlin in das zentrale Labor transportiert. Für medizinische Notfälle, welche Spezialdiagnostik im Zentrallabor erfordern, wird ein individueller Probentransport durchgeführt, um eine schnelle Analyse und optimale klinische Ergebnisse zu gewährleisten. Pro Monat müssen mehr als 400 solcher Sonderfahrten durchgeführt werden.

Die Ausweitung des Probentransportes um den Transport per Drohne ermöglicht es, Verzögerungen auf der Straße zu vermeiden und die Effizienz der medizinischen Versorgung zu erhöhen. Darüber hinaus können so die Einrichtungen von Labor Berlin durch den Zusatz eines schnellen, vorhersehbaren Lufttransportes vernetzt und damit bestmöglicher Services gewährleitet werden, ohne dass zusätzliche Kosten für den Betrieb weitverstreuter Labor-Infrastrukturen entstehen.

In der Anfangsphase des Programms, die im November beginnen wird, wird getestet, wie und in welcher Form die Lieferung per Drohne bestmöglich in die bestehenden Arbeitsabläufe von Labor Berlin integriert werden können.  Um die sichere Einbindung der Drohnen in den Berliner Luftraum zu ermöglichen, wird mit der Deutschen Flugsicherung zusammengearbeitet.

Ja. Nach erfolgreichem Abschluss der ersten Phase des medizinischen Drohnenprojekts wollen Labor Berlin und Matternet 2021 in den Routinebetrieb übergehen. Voraussetzung ist, dass ein Rechtsrahmen für städtische BVLOS-Flüge festgelegt wird.

Für einen aktiven Einsatz benötigt Matternet mindestens einen Piloten und einen Flugleiter. Diese Mindestbesatzung kann je nach Einsatzanforderung optional durch ein auswärtiges Einsatzleitungsteam sowie eine beliebige Anzahl von Sicherheitspiloten und Beobachtern ergänzt werden. Aktive Mitglieder der Flugbesatzung halten während eines Flugbetriebs konstant über entsprechende Echtzeit- und asynchrone Kanäle (d. h. Mobilfunkkonferenzen und private Chatkanäle) Kontakt.

Die Drohnen funktionieren vollautomatisch. Sobald der Pilot das Ziel auswählt und einen Startbefehl erteilt hat, folgt die Drohne automatisch dem programmierten Kurs und landet am entsprechenden Ziel. Der Pilot kann jedoch jederzeit den Flug unterbrechen und der Drohne befehlen, die Position zu halten oder zum Startpunkt zurückzukehren. Die Drohnen werden von einem Flugleiter, der auf den anderen Flugverkehr achtet, das Wetter überwacht und dafür sorgt, dass die Drohnen ordnungsgemäß funktionieren, an einem zentralen Ort überwacht.

Zunächst sollen diagnostische Proben zur Durchführung von Labortests vom Charité Campus Benjamin Franklin an den Charité Campus Virchow-Klinikum (CVK) transportiert werden. Abhängig von der Inbetriebnahme des Corona-Behandlungszentrums Jafféstraße könnten auch von dort aus SARS-CoV-2-Proben per Drohne zum CVK transportiert werden.

Der Transportkoffer an der Drohne hat ein Fassungsvermögen von 4 Litern. Die Drohne kann maximal 2 kg Gewicht transportieren.

Inklusive Be- und Entladung der Drohne benötigt sie circa 15 Minuten vom Charité Campus Benjamin Franklin. Sie überwindet dabei zum Labor etwa 11 km Flugstrecke.

Es gibt einen detaillierten Notfallmanagementplan, um Notfälle oder mögliche Störungen im Flug zu bewältigen. Dazu gehören Reaktions- und Wiederherstellungsprotokolle sowie Sicherheits-SOPs, um sicherzustellen, dass eine Gefährdung ausgeschlossen werden kann:

• Die Matternet M2 kann mehr als 10.000 kommerzielle medizinische und vollständig abgeschlossene Lieferungen in der Schweiz und den Vereinigten Staaten vorweisen.
• Die M2 verfügt über ein Fallschirmsystem, das eine sichere Landung im Falle einer Fehlfunktion ermöglicht.
• Die M2 verfügt zudem über eine sogenannte „Geofence“, die den Fallschirm dann auslöst, wenn die Drohne vom Kurs abkommt.
• Die Routen werden so gewählt, dass die Drohne so wenig wie möglich über Menschen und wichtige Infrastrukturen fliegen muss.
• Matternet nutzt das Health Condition Monitoring System der Lufthansa Technik, um Ausfälle zu erkennen, bevor sie auftreten.

Die Sichtflüge (VLOS) im Rahmen der aktuellen Testphase basieren auf der derzeitigen gesetzlichen Grundlage, und darüber hinaus vor allem auf der Luftverkehrsordnung §21a und §21b. Genehmigt werden diese Flüge von der Gemeinsamen Oberen Luftfahrtbehörde Berlin-Brandenburg (LuBB).

Die Flüge außerhalb der Sichtverbindung nach der Testphase werden sich auf die neuen Europäischen Drohnengesetze stützen (Regulation (EU) 2019/945 und 2019/947). Die Erwartung ist, dass auch hier die LuBB die Genehmigungen erteilen wird, wobei dies noch nicht klar definiert ist.

Dies hängt von dem technischen Defekt ab: die Operator bekommen Meldungen von bestimmten Abweichungen im System und können dann gegebenenfalls eingreifen und programmierte Befehle ausführen. (z.B. Notlandung, Return-Home, etc.). Wenn der Defekt dazu führen sollte, dass sich die Drohne nicht in der Luft halten kann, hat die Drohne ein nach ASTM-Standards getestetes Fallschirmsystem, welches dafür sorgt, dass die Drohne langsam heruntersegelt. Weiterhin verfügt die Drohne über eine laute Sirene, um Personen im Falle einer Fallschirmlandung am Boden zu warnen.

Die Drohnen wurden für widriges Wetter entwickelt, getestet und können bei Windgeschwindigkeiten von bis zu 30 km/h und bei bis zu mäßigem Regen und Schnee eingesetzt werden. Die Drohnen sind nicht für den Flug in Hagel oder eisigen Wetterverhältnissen, wie gefrierendem Regen, ausgelegt. Drohnen dürfen unter folgenden Bedingungen nicht fliegen:

• Winde über 30 km/h; Böen über 45 km/h.
• Sichtbare Feuchtigkeit auf oder in der Nähe der Flughöhe. Wolken stellen, anders als dichter Nebel, kein Problem für die Drohne dar.
• Geringe Sichtbarkeit.
• Gewitter in der Nähe (innerhalb von 20 km von einem beliebigen Punkt auf der Strecke zur Startzeit).

Die Drohnen nutzen GPS-Navigation und fliegen daher sehr genau. Sie verfügen zudem über zwei separate GPS-Empfänger, sodass der Flug auch bei Ausfall eines Empfängers fortgesetzt werden kann. Einen weiteren Sicherheitsaspekt stellt die Geofence dar. Sie stellt sicher, dass die Drohne auf dem programmierten Kurs bleibt. Beim Abkommen vom Flugkurs löst sie den Fallschirm aus und beendet den Flug.

Die Kommunikationsverbindung mit der Drohne ist durch mehrere Verschlüsselungsformen geschützt, einschließlich branchenüblicher 256-Bit-SHA. Außerdem ist eine Zwei-Faktor-Authentifizierung für Befehle an das Fahrzeug erforderlich.

Die Matternet M2 Drohne fliegt mit einer Geschwindigkeit von 70 km/h.

Labor Berlin und Matternet werden die Proben nach UN3373-Standards dreifach versiegeln. Die Nutzlast-Box wird unter Verwendung von Kohlefasern und Nylon für maximale Haltbarkeit und minimales Gewicht hergestellt. Ihr Design fördert das einfache Einsetzen in und Entfernen aus der Drohne und bietet Platz für eine Vielzahl von Ladungsgrößen und -formen. Die Box ist nach UN3373-Standards für den Transport von Blut- und Pathologieproben zertifiziert.

Labor Berlin und Matternet hatten ursprünglich einen ganzen Tag der offenen Tür, an welchem interessierte Berlinerinnen und Berlinerinnen teilnehmen können, geplant. In einem umfassenden Programm sollte eine Flugdemonstration durchgeführt werden, die Vorteile des schnellen Lufttransports in medizinischer Umgebung erläutert und ein Überblick über das Sicherheitskonzept und die Technologie gegeben werden. Des Weiteren sollte es auch Zeit für Fragen, Bedenken und Kommentare zum Projekt geben. Leider musste bedingt durch die Pandemie diese Veranstaltung aus hygienetechnischen Gründen abgesagt werden.