Effektive Umweltüberwachung: TUM entwickelt mobile Roboterplattform für Reinigung und Erfassung von Schadstoffen
Die Forschenden der Technischen Universität München (TUM) sind davon überzeugt, dass Robotertechnologie und künstliche Intelligenz (KI) eingesetzt werden können, um Umweltüberwachung und -reinigung effektiver zu gestalten. Seit etwa vier Jahren entwickeln sie daher am TUM Institut MIRMI (Munich Institute of Robotics and Machine Intelligence) eine Technologieplattform für Umweltrobotik.
Die Plattform ermöglicht es bereits jetzt, Roboter und Drohnen sowohl per Fernsteuerung als auch direkt vor Ort zu steuern. Da Umweltroboter an verschiedenen Standorten benötigt werden, ist die Plattform mobil und befindet sich in einem Hyundai Staria Van. Dieser Van fungiert als Steuerzentrale mit 5G-Mobilfunkverbindung und lokalem Rechenzentrum, ausgestattet mit leistungsstarken Hochleistungsrechnern. Darüber hinaus enthält der Van Quadrocopter-Flugdrohnen mit (Thermal-)Kameras, einen Unterwasser-Roboter und einen Land-Roboter mit vier Rädern. Sowohl die Roboter als auch der Van sind mit Kameras, Sensoren und Greifarmen ausgestattet, die von der Steuerzentrale aus mit einem Xbox-Controller oder einer Tastatur bedient werden können.
Die Münchner Forschenden arbeiten derzeit daran, zwei Entwicklungsstufen ihrer Umweltrobotik voranzutreiben. Die Plattform dient bereits als Steuerzentrale für Experten, die sich über einen Webbrowser mit den Robotern im Van verbinden und sie steuern können. Ein Gewässerbiologe könnte beispielsweise einen Umweltrobotik-Experten mit dem Hyundai Staria Van zu einem See schicken, um mithilfe von Drohnen Schadstoffe oder Müll zu lokalisieren und einzusammeln. Auch Messungen und Probensammlungen können durchgeführt werden.
Die Implementierung des Systems, das als „Robotic-as-a-Service“ (RaaS) bezeichnet wird, funktioniert bereits als zuverlässiger Prototyp. Die MIRMI-Forschenden haben das System am Starnberger See erprobt, wo die Roboter Müll aus dem Gewässer entfernen und die Umgebung säubern. Um den Prototyp weiterzuentwickeln, arbeitet das Team daran, die Guardians in der Lage zu machen, größere Mengen an Müll einzusammeln. Aktuell liegt der Fokus insbesondere auf den Ufern von Gewässern. In Zukunft könnten größere und leistungsfähigere Tauchroboter in das System integriert werden, um beispielsweise eine Schwimmplattform mit gesammeltem Müll zu befüllen.
Die Hauptaufgabe der MIRMI-Forschenden besteht jedoch nicht darin, ein ausgeklügeltes Abfallsammel- und -entsorgungssystem zu entwickeln. Bei größeren Mengen an Müll könnten sie jedoch mit einem Abfallentsorgungsunternehmen zusammenarbeiten. Derzeit arbeitet das MIRMI an der Entwicklung eines Telepräsenz-Betriebssystems für Roboter. Dabei liegt der Fokus auf der Schaffung einer universellen Schnittstelle zu den APIs aller Roboter und Maschinen, die dann nahtlos in das Van-System integriert werden können. Ziel ist es, dass die Roboter spezialisierte Fähigkeiten haben und gemeinsam arbeiten können.
Das Konzept der Umweltrobotik wird erst durch eine benutzerfreundliche Mensch-Maschine-Schnittstelle sinnvoll. Das Konzept der „Multisystem-Telepräsenz“ ermöglicht es einem Bediener, mehrere Drohnen und Roboter gleichzeitig zu steuern. Experten aus aller Welt können sich gleichzeitig in das Telepräsenz-System einloggen und die Systeme steuern oder gemeinsam eine Einsatzplanung durchführen. Um sicherzustellen, dass dies reibungslos funktioniert, plant das MIRMI den Einsatz von Techniken wie Digitalen Zwillingen.
Daniel Dücker, der wissenschaftliche Leiter des Forschungsfelds Umweltrobotik am MIRMI, erklärt, dass die Plattform in der Lage ist, völlig verschiedene Roboter für den Einsatz bei jedem Menschen auf der Welt anzupassen. Dadurch wird eine Demokratisierung der Robotik ermöglicht, da jeder – unabhängig von seinem Fachgebiet – auf die Roboter zugreifen kann.
Schlagwörter: MIRMI + TUM + KI
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