Autonome mobile Manipulation

Autonome mobile Systeme werden zukünftig immer mehr in Bereiche vordringen, in denen Manipulationsaufgaben ohne Einbeziehung des Menschen zu lösen sind. Beispielhaft seien hier die Montage, Wartung, Reparatur und Demontage von technischen Anlagen genannt. Sie werden dort zum Einsatz kommen, wo unwirtliche Umgebungen hohe Gefahren für den Menschen darstellen, z.B. im Unterwasserbereich oder bei kontaminierten Infrastrukturen.

Dabei sind mehrere wissenschaftliche Herausforderungen zu lösen:

  • das autonome Fahren in unstrukturierten Umgebungen,
  • die Detektion des zu manipulierenden Objekts,
  • die Optimierung der Trajektorien des Manipulationssystems,
  • die Kompensation von Umgebungseinflüssen und
  • die Überprüfung des Manipulationsergebnisses.

Bei der Lösung kommen autonome Systeme und KI-Methoden zu Einsatz, die in diesem Geschäftsfeld entwickelt werden.

Im Rahmen des Kompetenzzentrums ROBDEKON entwickelt das Fraunhofer IOSB Autonomiealgorithmen für schwere Baumaschinen, welche diese in die Lage versetzen sollen, in Zukunft selbstständig Arbeiten bei der Deponie- und Altlastensanierung zu übernehmen. Hierzu gehören das autonome Abtragen kontaminierter Erdschichten sowie das Bergen von Fässern mit Gefahrstoffen. Ermöglicht wird dies durch die Nutzung der Algorithmen-Toolbox für autonome mobile Robotersysteme des Fraunhofer IOSB.

Im Fokus des Projekts "MISO-Inspector" stehen die Entwicklung und ein erster, praxisnaher Test eines intelligenten, multivariaten Inspektionssystems für Gründungsstrukturen von Offshore-Bauwerken und anderen Strukturen wie z.B. FPSO, die im Bereich Öl und Gas eingesetzt werden. Im Vordergrund stehen dabei die übergeordneten Themen Digitalisierung der Inspektion, Automatisierung der Auswertung und Vorbereitungen von autonomen Einsätzen von ROVs.

In der Forschungsgruppe Smart Ocean Technology in Rostock entwickelt und erprobt das Fraunhofer IOSB einen neuartigen Manipulator, der auf einem ferngesteuertem Unterwasser-Fahrzeug installiert wird und unterschiedliche Aufgabe im Bereich der Unterwasser-Wartung ausführen kann. Diese Aufgaben sind:

  • Gezieltes Anfahren von Schadstellen an Unterwasserinfrastruktur,
  • Auftragen von Beschichtungssystemen unter Wasser,
  • Andocken an eine spezielle Vorrichtung der Sensormanschette,
  • Auslesen von Sensordaten aus den Sensormanschetten zur Langzeitüberwachung von Offshore-Strukturen,
  • Visuelle Prozessüberwachung des gesamten Arbeitsvorgangs und Unterstützung des ROV-Piloten durch teilautomatisierte Steuerungsmanöver,
  • 3D-Rekonstruktion der Unterwasserinfrastruktur.