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Die Erfindung betrifft zunächst eine Schusswaffe für Projektile mit mindestens einem elektromagnetischen Beschleuniger für das Projektil, wenigstens einem Magazin sowie zumindest einer Energiequelle.
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Aus dem druckschriftlich nicht nachweisbaren Stand der Technik ist eine derartige Schusswaffe grundsätzlich bekannt und wird als sogenanntes Gaußgewehr bezeichnet. Bei diesem Gaußgewehr wird durch ein oder mehrere elektromagnetische Beschleuniger das Projektil auf Geschwindigkeiten von bis zu 50 m/s beschleunigt.
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Aus dem heterogenen Stand der Technik ist darüber hinaus der Einsatz von Gummigeschossen in herkömmlichen Schusswaffen bekannt, wobei dort die Gummigeschosse durch die in der Patrone vorhandene Sprengladung auf deutlich höhere Geschwindigkeiten beschleunigt werden. Der Einsatz von dieser Munition ist in Deutschland verboten, da weltweit gesehen beim Einsatz von Gummigeschossen, zum Beispiel im Zusammenhang mit gewalttätigen Demonstrationen, immer wieder auch Todesfälle bzw. Fälle schwerer Körperverletzung entstanden sind.
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Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, auf Basis des zuerst genannten Standes der Technik eine neue Schusswaffe zu schaffen, mit der einerseits auf zuverlässige Weise die den Schusswaffenträger angreifenden Personen außer Gefecht gesetzt werden können und andererseits jedoch die angreifenden Personen keine wesentlichen bzw. tödliche Verletzungen erleiden.
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Die Lösung der Aufgabe ergibt sich durch eine Schusswaffe mit den Merkmalen des nachfolgendes Anspruchs 1:
- Schusswaffe für Projektile mit mindestens einem elektromagnetischen Beschleuniger für das Projektil, wenigstens einem Magazin sowie zumindest einer Energiequelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Schusswaffe wenigstens einen optischen Sensor aufweist, der in Verbindung mit einem in der Schusswaffe angeordneten Computer und in Verbindung mit einem mathematischen Modell - nachfolgend KI genannt - den elektromagnetischen Beschleuniger und damit die Geschwindigkeit des Projektils steuert.
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Die erfindungsgemäße Schusswaffe weist den wesentlichen Vorteil auf, dass mit Hilfe des optischen Sensors, in Verbindung mit einem in der Schusswaffe angeordneten Computer sowie unter Einsatz der künstlichen Intelligenz (KI) vor dem Auslösen des Schusses automatisch die Entfernung des zu bekämpfenden Zieles, die Art und Größe des Zieles ermittelt werden kann, wobei dann automatisch eine Schussstärkenregulierung, also eine Regulierung der Geschwindigkeit des Projektils erfolgt, damit nach Auslösen des Schusses das zu bekämpfende Ziel zwar außer Gefecht gesetzt, jedoch nicht tödlich verletzt wird.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schusswaffe weist Letztere wenigstens zwei Magazine für unterschiedliche Munition auf. Bei dieser Ausführungsform ist es zusätzlich möglich, auch über die KI unterschiedliche Munitionsarten und damit Munition mit unterschiedlichen Projektilgewichten einzusetzen, wodurch die Aufprallenergie auf das zu bekämpfende Ziel zusätzlich sehr exakt auf die Art und Größe des Ziels ausgerichtet werden kann.
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Die erfindungsgemäße Schusswaffe kann mit einem als Lidar-Sensor ausgebildeten optischen Sensor ausgerüstet sein, mit dem sehr zuverlässig nicht nur die Entfernung, sondern auch die Größe des Ziels jederzeit erfasst werden kann.
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Darüber hinaus ist bei einer weiteren Ausführungsform die Schusswaffe mit einer als Standardakkusystem ausgebildeten Energiequelle versehen, wodurch die Energieversorgung der erfindungsgemäßen Schusswaffe sehr kostengünstig gestaltet werden kann.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Schusswaffe ist der Computer als Edgecomputing-Einrichtung für Echtzeitverarbeitung ausgebildet und über 5G-Funknetz mit einer zentralen Überwachungseinrichtung verbunden, wobei die vorgenannten Einrichtungen gegenseitig Daten austauschen können.
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Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schusswaffe kann die Reaktionsfähigkeit der Schusswaffe noch deutlich beschleunigt werden und darüber hinaus können über die zentrale Überwachungseinrichtung auch zusätzliche Informationen in die Steuerung und Regelung der Schusswaffe einfließen.
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Auf vorteilhafte Weise kann bei einer Ausführungsform dieser Erfindung in der Edgecomputing-Einrichtung auch wenigstens ein Neuralprozessor (NPU) integriert sein.
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Letztlich ist es im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Schusswaffe einerseits möglich, dass diese als Handfeuerwaffe ausgebildet ist. Andererseits ist es auch denkbar, dass sie auf einer mobilen Trägereinheit angeordnet ist, da aufgrund der Ausbildung der erfindungsgemäßen Schusswaffe als Gaußgewehr keine Rückstoßkräfte auftreten und auch bei Anordnung auf einer mobilen Trägereinheit eine hohe Zielgenauigkeit gewährleistet ist.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
- 1 Skizze einer Schusswaffe,
- 2- 6 unterschiedliche Darstellungen von Szenarien im Zusammenhang mit der Bekämpfung von angreifenden Personen und
- 7 Darstellung einer mobil angeordneten Schusswaffe im Einsatz.
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In den Zeichnungen ist eine erfindungsgemäße Schusswaffe insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
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Der Korpus der in der 1 nur sehr schematisch dargestellten Schusswaffe wird aus einem Schulteranschlagteil 11, einem Lauf 12, einer Handhabe 13 und einer Abzugsvorrichtung 14 gebildet.
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Bei der beschriebenen Ausführungsform sitzt ausgehend von einer Laufmündung 15 zunächst auf dem Lauf 12 ein auswechselbarer Lidar-Sensor 16 zur Erstellung einer nachfolgend noch erläuterten Punktwolke P der Umgebungsdarstellung. Der Lidar-Sensor 16 dient zur optischen Abstandsbestimmung eines Zieles Z sowie zur Bestimmung der Art und der Größe des Zieles Z. Zu diesem Zweck werden beim Lidar-Sensor 16 Laserstrahlenbündel verwendet, die impulsartig ausgesendet werden, wobei die Laserimpulse beim Auftreffen auf das zu bekämpfende Ziel Z Licht reflektieren, woraus die Entfernung des Zieles Z und auch Art und Größe sowie die Bewegung des Zieles Z durch den Lidar-Sensor 16 festgestellt werden kann. Die Summe der reflektierten Laserimpulse bildet die oben genannte Punktwolke P.
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Des Weiteren sitzt auf dem Lauf 12 ein Zielfernrohr 17 zur besseren Zielerfassung auch bei größeren Entfernungen.
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Darüber hinaus ist am Lauf zwischen Zielfernrohr 17 und Schulteranschlagteil 11 eine Munitionstrommel 18 mit unterschiedlicher, nicht dargestellter, Munition vorhanden, welche mittels RF-ID's gekennzeichnet sind. Auch können an der Schusswaffe 10 mehrere Munitionsmagazine angeordnet sein, die separat angesteuert werden können.
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Unterhalb des Laufes 12 zwischen Laufmündung 15 und Abzugsvorrichtung 14 sind eine Vielzahl von elektromagnetischen Beschleunigern 19 angeordnet, mit denen ein Projektil auf die gewünschte Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Entfernung und der Art und Größe des Zieles Z beschleunigt werden kann.
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Letztlich weist die Schusswaffe 10 noch unterhalb der Handhabe 13 eine Einrichtung 20 zur Anordnung von nicht dargestellten, austauschbaren Standard-Akkus auf. Dies bietet den Vorteil einer einfachen Verfügbarkeit und Austauschbarkeit, da damit die Kompatibilität mit bereits vorhandenen Akkus und Ladegeräten gewährleistet ist.
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Der Lidar-Sensor 16 ist auf nicht dargestellte Art und Weise zusätzlich mit einer Edgecomputing-Einheit für die Echtzeitverarbeitung versehen, die über ein 5G-Funknetz mit ebenfalls einer nicht dargestellten zentralen Überwachungseinrichtung verbunden ist, wobei die vorgenannten Einrichtungen gegenseitig Daten austauschen können. Auch weist der Lidar-Sensor 16 eine KI-gesteuerte Munitionsauswahl auf. Die KI-Einheit ist mit einem speziellen Algorithmus ausgestattet, der verschiedene Faktoren wie die Bedrohungssituation, die Umgebung und andere relevante Informationen analysiert. Basierend auf diesen Daten wählt die KI-Einheit die geeignete Art von nicht-tödlicher Munition aus einem integrierten Munitionsmagazin aus. Dies ermöglicht eine flexible Anpassung der Schusswaffe an unterschiedliche Szenarien und maximiert die Effektivität.
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Ergänzend kann die Edgecomputing-Einrichtung auch einen Neuralprozessor (NPU) aufweisen.
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Die Edgecomputing-Einheit mit Neuralprozessor ist austauschbar am Lidar-Sensor 16 angeordnet, damit jederzeit ein Upgrade durch den Austausch modernerer Einheiten möglich ist.
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Zusammenfassend ist durch die Lidar-Einheit 16 in Verbindung mit der Edgecomputing-Einheit und dem Neuralprozessor (NPU) eine schnelle und effiziente Echtzeitdatenverarbeitung direkt in der Schusswaffe 10 möglich, wobei mittels KI auch die Munitionsauswahl gesteuert werden kann.
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Die Edgecomputing-Einheit empfängt und analysiert die Lidar-Daten, ermittelt die optimale Schussstärke basierend auf der Entfernung zum Zielobjekt und steuert die elektromagnetischen Beschleuniger 19 entsprechend an. Unter Schussstärke ist die an das Ziel angepasste Aufprallenergie gemeint, die sich auch dem Gewicht des Projektils und seiner Geschwindigkeit ergibt.
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Darüber hinaus ermöglicht die Edgecomputing-Einheit die Echtzeit-Kommunikation über 5G-Netzwerk mit der zentralen Überwachungseinrichtung.
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Durch die Ausrüstung der Schusswaffe 10 mit einer 5G-Kommunikationseinheit ist eine zuverlässige und schnelle Datenübertragung ermöglicht. Die Edgecomputing-Einheit kann Daten über das 5G-Netzwerk an eine zentrale Überwachungseinrichtung senden, um das Geschehen in Echtzeit zu streamen und relevante Informationen zu übermitteln. Dadurch erhalten die Einsatzkräfte in der Zentrale einen genauen Einblick in die Situation vor Ort und können bei Bedarf Freigaben erteilen oder die Schusswaffe deaktivieren.
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Aufgrund der Beschleunigung des Projektils durch zahlreiche elektromagnetische Beschleuniger 19 ist eine an die Zielentfernung und Art und Größe sowie an das Gefährdungspotenzial angepasste präzise Geschwindigkeit von nicht tödlichen Projektilen mittels elektromagnetischer Felder möglich. In diesem Zusammenhang umfasst die Schusswaffe 10 zahlreiche, nicht dargestellte Spulen und eine Steuereinheit, die die Energieversorgung, das Timing der elektromagnetischen Felder, regelt, wobei die Stromversorgung über die Einrichtung 20 zur Aufnahme von austauschbaren Akkus 20 erfolgt.
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Am Beispiel der Situationsdarstellung in der 2 soll nachfolgend die Wirkungsweise der mit einem Lidar-Sensor 16 versehenen Schusswaffe 10 erläutert werden, die mit einer Edgecomputing-Einheit zur Echtzeitendatenverarbeitung und einer 5G-Kommunikationseinheit sowie KI-gesteuerter Munitionsauswahl versehen ist.
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In der 2 ist ein Schütze S dargestellt, der eine Schusswaffe 10 in seiner Hand hält. Der Schütze S hält die Schusswaffe 10 in Richtung des Zieles Z.
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Man erkennt, dass die Schusswaffe 10 eine Verkleinerung der in der 1 schematisch dargestellten Schusswaffe 10 darstellt. Die im rechten Winkel zur nicht dargestellten Laufachse verlaufende strichpunktierte Linie L begrenzt den zum Ziel Z weisenden, durch den Lidar-Sensor 16 überwachten Bereich.
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Wie oben bereits dargelegt, erzeugt der Lidar-Sensor 16 ein gepulstes Laserstrahlbündel LS, welches im Uhrzeigersinn die Umgebung abscannt. Sobald das gepulste Laserstrahlbündel LS auf ein Hindernis, hier das Ziel Z, trifft, werden die Laserimpulse vom Ziel Z reflektiert, wobei der Lidar-Sensor 16 aufgrund der zahlreichen reflektierten Treffer T, die eine sogenannten Punktwolke P bilden, in der Lage ist, die Entfernung des Zieles Z und Art, Umfang und Größe/Gewicht des Zieles Z mit Hilfe der oben beschriebenen Zusatzeinrichtungen in Form einer Edgecomputing-Einheit zur Echtzeitenverarbeitung zu ermitteln.
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Darüber hinaus ist es möglich, unter Einsatz der KI-gesteuerten Munitionsauswahl, nun einerseits ein Projektil mit einem bestimmten Gewicht auszuwählen, welches mit einer errechneten Geschwindigkeit in Richtung des Zieles Z abgefeuert werden kann. Dabei soll die sich aus dem Projektilgewicht und der Geschwindigkeit ergebende Aufprallenergie so groß sein, dass das Ziel Z kampfunfähig gemacht, jedoch nicht tödlich getroffen wird.
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Die Waffe ist auch mit einer Sicherheitsfunktion ausgestattet, die die Freigabe und Entschärfung der Waffe durch Lidar-Technologie ermöglicht. Der Lidar-Sensor 16 erkennt die Anwesenheit von Personen oder Hindernissen in unmittelbarer Nähe und verhindert so ein unbeabsichtigtes Abfeuern der Waffe.
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In der 3 ist ein abgewandeltes Szenario dargestellt, da das Ziel Z ebenfalls eine Handfeuerwaffe 21 aufweist, welche - wie zu 2 beschrieben - vom Lidar-Sensor 16 (siehe auch 2) erkannt wird. In einem solchen Szenario wird dann mit deutlicher höherer Dringlichkeit und kurzfristiger ein womöglich auch mit höherer Aufprallenergie versehenes Projektil in Richtung Ziel Z abgefeuert, da ein bewaffnetes Ziel Z ein größeres Gefährdungspotenzial darstellt.
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In der 4 ist eine Situation dargestellt, bei der der Schütze S vor einer größeren Anzahl von Zielen Z1 bis Z11 steht, die in unterschiedlichen Entfernungen sich befinden und auch unterschiedliche Größen aufweisen. Hierbei kann der Lidar-Sensor 16 mit seinen zusätzlich unterstützenden Einheiten im Rahmen der Zielerfassung eben erkennen, in welchem Abstand die einzelnen Ziele Z1 bis Z11 sind und auch wie groß die Zielpersonen sind. In Abhängigkeit davon ist es dann möglich, über die Munitionsauswahl das Projektilgewicht und die Geschwindigkeit des Projektils zu steuern, damit ein körperlich großes Ziel auch zuverlässig ausgeschaltet werden kann, jedoch ein körperlich kleines Ziel aufgrund Verwendung einer geringeren Aufprallenergie nur außer Gefecht gesetzt wird und nicht wesentlich verletzt wird.
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In der 5 ist ein Szenario dargestellt, bei dem den Schützen S wiederum eine Anzahl von Zielen Z1 bis Z11 vorhanden ist, jedoch nur zwei Ziele jeweils eine Handfeuerwaffe 21 tragen. Durch den Lidar-Sensor 16 und die zugehörigen Einrichtungen erkennt der Schütze S neben der Entfernung und Größe des Zieles Z eben auch, dass zwei Ziele Z aufgrund vorhandener Handfeuerwaffen 21 ein vergrößertes Gefährdungspotenzial aufweisen und ist in der Lage, diese Ziele Z1 bis Z11 vordringlich zu bekämpfen, wobei es auch hier das Ziel ist, nicht tödliche Verletzungen, sondern lediglich ein Ausschalten der Ziele Z1 bis Z11 zu ermöglichen.
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Gemäß der 6 steht dem Schützen S ein mit einer Handfeuerwaffe 21 versehener Geiselnehmer GN gegenüber, der halb verdeckt von einer Geisel G angeordnet ist. Auch hier erkennt der Lidar-Sensor 16 die Situation und ermöglicht es dem Schützen S, ohne Gefährdung der Geisel G den Geiselnehmer GN zu bekämpfen.
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Letztlich ist in 7 eine Schusswaffe 10 dargestellt, die auf einen Drehteller 23 einer mobilen Trägereinheit 22 angeordnet ist. In diesem Fall ist es denkbar, dass die mobile Trägereinheit 22 und die darauf angeordnete Schusswaffe 10 direkt über die nicht dargestellte zentrale Überwachungseinrichtung gesteuert werden, wobei die Erfassung des Zieles Z sowie die Bestimmung der Schussstärke sowie auch der Munitionsauswahl wiederum über den Lidar-Sensor 16 sowie die damit verbundenen Zusatzeinrichtungen erfolgt. Die Anordnung der Schusswaffe 10 auf einer mobilen Trägereinheit 22, beispielsweise ein kleiner Roboter, ist hier möglich, weil die Schusswaffe 10 beim Beschleunigen des Projektils keinen Rückstoß erzeugt.
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Zusammenfassend weist die erfindungsgemäße Schusswaffe 10 folgende Vorteile auf.
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Die Verwendung einer Edgecomputing-Einheit ermöglicht eine schnelle und effiziente Echtzeitdatenverarbeitung direkt an der Waffe. Dadurch wird eine präzise und dennoch nicht-tödliche Wirkung erzielt. Die Kommunikation über das 5G-Netzwerk ermöglicht eine zuverlässige Datenübertragung an eine zentrale Überwachungseinrichtung, um das Geschehen in Echtzeit zu streamen und relevante Informationen zu übermitteln. Die Verwendung von Standardakkus im Akkusystem gewährleistet eine einfache Verfügbarkeit und Austauschbarkeit der Energiequelle. Durch die Kombination von Gauß-Prinzip, Lidar-Technologie, KI-gesteuerter Munitionsauswahl, Akkusystem mit Standardakkus und Edgecomputing-Einheit wird eine präzise, nicht-tödliche und gut vernetzte Waffe geschaffen, die dazu beiträgt, unnötige Tötungen bei Polizeieinsätzen zu reduzieren und die Reaktionsfähigkeit der Einsatzkräfte zu verbessern.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schusswaffe
- 11
- Schulteranschlagteil
- 12
- Lauf
- 13
- Handhabe
- 14
- Abzugsvorrichtung
- 15
- Laufmündung
- 16
- Lidar-Sensor
- 17
- Zielfernrohr
- 18
- Munitionstrommel
- 19
- elektromagnetischer Beschleuniger
- 20
- Einrichtung zur Aufnahme von auswechselbaren Akkus
- 21
- Handfeuerwaffe
- 22
- mobile Trägereinheit
- 23
- Drehteller
- S
- Schütze
- Z
- Ziel
- Z1-11
- Ziele
- L
- Überwachungsbereich
- LS
- Laserstrahlbündel
- G
- Geisel
- GN
- Geiselnehmer
- T
- Treffer
- P
- Punktwolke
