Robotik Roboter sollen in Teams besser arbeiten

Menschen sind in Teams häufig erfolgreicher als alleine – ob das auch auf Roboter zutrifft, wollen jetzt Forscher des KIT im Projekt „Arches“ zusammen mit Partnern herausfinden.

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KIT Karlsruher Institut für Technologie

Für uns ist es völlig normal, gemeinsam in Teams zu arbeiten, um große Aufgaben zu lösen. Roboter dagegen bleiben bisher Einzelkämpfer. Dabei könnten auch sie ihre verschiedenen Eigenschaften kombinieren und so effizienter arbeiten. Wie das funktionieren könnte, untersuchen aktuell Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) im Forschungsprojekt „Arches“.

Autonome Roboternetzwerke auf Mission

Forschungsgruppenleiter Kooperative Systeme am KIT, Michael Flad, erklärt: „Autonome Roboternetzwerke werden zukünftig eine Schlüsseltechnologie sein.“ Die Forscher wollen 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.

Und so könnte das perfekte Roboterteam aussehen: Während – je nach Umgebung – schwimmende oder fliegende Drohnen geeignete Standorte für Ausrüstung oder Untersuchungen auskundschaften, bewegen sich andere Einheiten dorthin und verladen Material. „Für solche Aufgabenstellungen brauchen wir Robotersysteme mit vielfältigen Fähigkeiten“, erklärt 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. 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.

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Maschinen, die sich untereinander absprechen

Die Technologie, die das Arches-Team entwickelt, könnten zukünftig auch beim autonomen Fahren, der Logistik und im Transport eingesetzt werden. Hier gebe es laut Flad 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.

BUCHTIPPDas Buch „Industrieroboter“ ist ein Handbuch für KMU mit Tipps und Tricks zum Thema Robotereinsatz. Es werden die wichtigsten Grundlagen der Robotertechnik vermittelt und Methoden erläutert, wie bewertet werden kann, ob sich ein Produkt oder Prozess durch Robotereinsatz automatisieren lässt.

Seitens des KIT sind am als Zukunftsthema von der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren geförderten Projekt ARCHES beteiligt: 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).

Partner sind 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.

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