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KIT zum Thema Autonome Maschinen: Mit Robotern auf zu unerforschten Welten

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) berichtet, dass Forscher autonome Maschinen so miteinander verknüpfen wollen, dass sie in der Tiefsee oder auf dem Mars gemeinsam schwierige Aufgaben bewältigen können.

KIT mit Roboterteams fremde Welten erforschen Bildquelle: © Theresa Lösch, KIT

Netzwerke autonomer Roboter können Herausforderungen meistern, an denen die einzelne Maschine scheitern würde.

Die Forschungsuniversität ist der Meinung, egal ob in Fiktion oder Wirklichkeit, High-Performance-Teams könnten Herausforderungen bewältigen und Ziele erreichen, an denen die oder der Einzelne trotz herausragender Fähigkeiten scheitern würde. KIT berichtet zudem, ihre Wissenschaftler/ -innen und andere Forschungseinrichtungen wollen diese Erkenntnis auf die Robotik übertragen und 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. Im Projekt Arches wollen laut Karlsruher Institut, deren Forscherinnen und Forscher mit anderen zahlreichen Partnern gemeinsam Roboterteams so zusammenstellen und aufeinander abstimmen, dass sie in lebensfeindlichen Umgebungen wie dem Mars oder dem Meeresgrund selbstständig Equipment aufbauen oder Proben nehmen können.

Laut KIT sollen Standorte für Ausrüstungen oder Untersuchngen von schwimmenden oder fliegenden Drohnen ausgekundschaftet werden, während andere Einheiten sich dorthin bewegen und Material verladen, bringen oder abtransportieren. „Für solche Aufgabenstellungen brauchen wir Robotersysteme mit vielfältigen Fähigkeiten“, sagt Flad. Nach der Vorstellung des Instituts müssten die Automaten 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. Neben zuverlässigen Algorithmen, die Informationen bündeln und ihre Koordination ermöglichen, benötigte man dafür auch Schnittstellen, die durch die menschlichen Bediener und das Roboterteam die Mission gemeinsam planen und koordinieren könnten.

Flad sieht beim autonomen Fahren sowie in Logistik und Transport eine zukünftige Möglichkeit, die im Arches-Projekt entwickelten Technologien dort anzuwenden. Zudem ist das Institut der Meinung für Maschinen, die sich untereinander absprechen und gemeinsam handeln gäbe es großes Potenzial. Beim Entladen von Containerschiffen würden beispielweise bereits Spezialrobotersysteme im Güterverkehr eingesetzt. Diese könnten sich aber laut Institut nur in bekannten Umgebungen bewegen und nicht auf unvorhergesehene Ereignisse reagieren. Flad kommentiert: „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“. Zur Unterstützung von Helfern in Katastrophengebieten oder beim Rückbau von Atomanlagen, könnten ferner heterogene Roboterteams eingesetzt werden.

KIT zählt folgende Beteiligte für das Archers-Projekt auf:

  • das Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme (IRS),
  • das Institut für Anthropomatik und Robotik (IAR),
  • das Institut für Technologie und Management im Baubetrieb (TMB)
  • und das Programm Nukleare Entsorgung, Sicherheit und Strahlenforschung (NUSAFE)

Zusätzliche Partner wären noch:

  • das Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung,
  • das GEOMAR – Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
  • und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt