Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB
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Autonome Systeme / Robotik

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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.

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.

Anwendungsbereiche

© Fraunhofer IOSB / indigo

Im Kompetenzzentrum ROBDEKON werden schwere Baumaschinen u. a. mit der Algorithmen-Toolbox für autonome mobile Robotersysteme des Fraunhofer IOSB ausgerüstet, damit diese selbstständig Aufgaben bei der Deponie- und Altlastensanierung übernehmen können (z. B. autonomes Abtragen kontaminierter Erdschichten und Bergen von Fässern mit Gefahrstoffen).

© E.ON SE

Zur Digitalisierung der Inspektion sowie Automatisierung der Vorbereitungen und Auswertung von autonomen ROV-Einsätzen werden im »MISO-Inspector« erste praxisnahe Tests eines intelligenten, multivariaten Inspektionssystems entwickelt, das an Gründungsstrukturen von Offshore-Bauwerken eingesetzt werden kann oder an anderen Strukturen wie FPSO im Bereich Öl und Gas.