Netzwerke autonomer Roboter können Herausforderungen meistern, an denen die einzelne Maschine scheitern würde.
Foto: Theresa Lösch, KIT

Robotik

Mit Roboterteams fremde Welten erkunden

Forscher wollen autonome Maschinen miteinander zu Roboterteams verknüpfen. Diese sollen in der Tiefsee oder auf dem Mars schwierige Aufgaben bewältigen können.

Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und anderer Forschungseinrichtungen wollen mit spezialisierten Roboterteams die Tiefsee oder ferne Planeten erkunden. „Autonome Roboternetzwerke werden zukünftig eine Schlüsseltechnologie sein“, sagt Michael Flad, Forschungsgruppenleiter Kooperative Systeme am Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme (IRS) des KIT.

Projekt Arches soll das Erkunden fremder Welten möglich machen

Unter dem Projekt Arches wollen die Forscher die Roboterteams so zusammenstellen und aufeinander abstimmen, dass sie in lebensfeindlichen Umgebungen wie dem Mars oder dem Meeresgrund selbstständig Equipment aufbauen oder Proben nehmen können.

Schwimmende oder fliegende Drohnen sollen geeignete Standorte für Ausrüstung oder Untersuchungen auskundschaften, während sich andere Einheiten dorthin bewegen und Material verladen, bringen oder abtransportieren.

„Für solche Aufgabenstellungen brauchen wir Robotersysteme mit vielfältigen Fähigkeiten“, sagt Flad. Die Automaten müssten etwa in der Lage sein, ihnen vorher unbekannte Objekte zu greifen und zu manipulieren, sich an sich ändernde Umgebungen anzupassen, und vor allem Aufgaben im Team zu verteilen und abzustimmen.

So sollen sich die Roboterteams in unbekannten Umgebungen zurechtfinden

Dafür würden außer zuverlässigen Algorithmen, die Informationen bündeln und ihre Koordination ermöglichen, auch Schnittstellen benötigt, durch die menschliche Bediener und das Roboterteam die Mission gemeinsam planen und koordinieren können. Zukünftige Möglichkeiten, die im Arches-Projekt entwickelten Technologien breit anzuwenden, sieht Flad beim autonomen Fahren sowie in Logistik und Transport. Hier gebe es großes Potenzial für Maschinen, die sich untereinander absprechen und gemeinsam handeln.

Im Güterverkehr würden bereits Spezialrobotersysteme eingesetzt, etwa beim Entladen von Containerschiffen. Diese könnten sich aber nur in bekannten Umgebungen bewegen und nicht auf unvorhergesehene Ereignisse reagieren. „Ohne eine Zusammenarbeit zwischen den autonomen Systemen und eine Interaktion dieser mit dem Menschen, der zumindest mittelfristig noch als Akteur vorhanden sein wird, kann automatisches Fahren kein Plus an Verkehrssicherheit, Zeitersparnis oder Komfort bringen“, sagt Flad.

Darüber hinaus könnten heterogene Roboterteams zur Unterstützung von Helfern in Katastrophengebieten oder beim Rückbau von Atomanlagen eingesetzt werden.

Diese Partner helfen bei der Umsetzung der Zukunftsidee

Das Arches-Projekt wied von der der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren gefördert. Neben dem KIT sind zudem noch beteiligt:

  • das Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme (IRS)

  • das Institut für Anthropomatik und Robotik (IAR)

  • das Institut für Technologie und Management im Baubetrieb (TMB)

  • das Programm Nukleare Entsorgung, Sicherheit und Strahlenforschung (NUSAFE)

  • das Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

  • das Geomar – Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

  • das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt

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