Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

Autonome Robotersysteme für menschenfeindliche Umgebungen

Autonome Robotersysteme für menschenfeindliche Umgebungen

Robotersysteme unterstützen den Menschen auf vielfältige Art und Weise und sind aus unserem Alltagsleben nicht mehr wegzudenken. Die gegenwärtigen Anwendungen reichen von klassischen Robotersystemen, welche monotone Arbeitsaufgaben in der industriellen Produktion übernehmen, bis hin zu mobilen Robotersystemen zur Aufklärung in Katastrophengebieten.

Die Anforderungen an die Funktionalität neuartiger Robotersysteme sind im Vergleich zu herkömmlichen Industrierobotern deutlich höher. Insbesondere in menschenfeindlichen Arbeitsumgebungen sollen zukünftige Robotersysteme agieren und komplexe Arbeitsaufgaben übernehmen.

Der Einsatz von Robotersystemen in menschenfeindliche Umgebungen erfordert ein höchstes Maß an Autonomie dieser Systeme, das heißt, die Arbeitsaufgaben sollen möglichst selbständig und ohne Eingriff des Menschen gelöst werden. Das Fraunhofer IOSB beschäftigt sich seit mehreren Jahren mit der Entwicklung praxistauglicher Robotersysteme für menschenfeindliche Umgebungen. Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Realisierung komplexer Autonomiefunktionen, welche es ermöglichen, Arbeitsaufgaben in menschenfeindlichen Umgebungen zu realisieren.

Die Arbeiten am Fraunhofer IOSB konzentrieren sich auf drei Themenschwerpunkte:

  • Autonome mobile Roboter: Autonome Transportsysteme und Sensorträger ermöglichen den automatischen Materialtransport in unstrukturierten Umgebungen sowie die Erkundung unbekannter und potentiell gefährlicher Gebiete. Hierfür wurden am Fraunhofer IOSB leistungsfähige Lösungen zur autonomen Navigation und Kartierung entwickelt.
  • Autonome mobile Manipulatoren: Mit Manipulatoren ausgestattete mobile Robotersysteme können in für Menschen unzugänglichen Gebieten Handhabungsaufgaben selbständig und präzise ausführen. Die am Fraunhofer IOSB entwickelten Komponenten entlasten den Anwender durch automatische Planung und Durchführung der Aufgaben.
  • Autonome schwere Arbeitsgeräte: Insbesondere in menschenfeindlichen Umgebungen ist häufig der Einsatz von schwerem Arbeitsgerät erforderlich. Das Fraunhofer IOSB entwickelt innovative Lösungen, welche schwere Arbeitsgeräte befähigen, sicher in diesem anspruchsvollen Umfeld zu agieren und autonom die geforderte Aufgabe durchzuführen.

Zur Umsetzung der vielfältigen Autonomiefunktionen verfolgt das Fraunhofer IOSB den modularen Ansatz einer Algorithmen-Toolbox, sodass die entwickelten Komponenten sich leicht auf andere Plattformen übertragen lassen. Dies erlaubt es, den Fokus auf die Entwicklung neuartiger Algorithmen und Konzepte für die Autonomie von mobilen Robotern zu setzen.

 

Autonomer BaggerAutonomer BaggerAutonomer Bagger

 

Vernetzung in institutsübergreifenden Initiativen

Aufbauend auf den genannten Arbeiten hat sich das Fraunhofer IOSB gemeinsam mit Partnern erfolgreich im Rahmen des BMBF-Programms »Forschung für die Zivile Sicherheit« beworben: 2018 wurde das mit zwölf Millionen Euro geförderte Kompetenzzentrum »ROBDEKON - Roboter für die Dekontamination in menschenfeindlichen Umgebungen« ins Leben gerufen (siehe Pressemitteilung vom 25.7.2018 und ROBDEKON-Website).

Der Leiter des Fraunhofer IOSB, Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Beyerer, engagiert sich zudem in der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung initiierten Plattform Lernende Systeme als Leiter der Arbeitsgruppe 7 »Lebensfeindliche Umgebungen«.

 

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