Если химически загрязненные территории требуют ремонта или демонтажа ядерных установок, рабочие подвергаются значительному риску для здоровья, несмотря на все меры предосторожности и защитное оборудование. В будущем роботизированные системы должны проводить такие работы по дезактивации, чтобы люди могли держаться подальше от опасной зоны. Новый центр компетенции «ROBDEKON» работает над реализацией этого видения.
ROBDEKON означает «роботизированные системы для дезактивации в агрессивных средах» и посвящен исследованию автономных или полуавтономных робототехнических систем. Это первый центр передового опыта, специально разработавший роботов для использования в агрессивных средах. Проект получил финансирование в размере 12 миллионов евро от Федерального министерства образования и исследований (BMBF) в рамках программы «Исследования в области гражданской безопасности» с середины июня 2018 года. Срок первоначально составляет четыре года, но цель состоит в том, чтобы центр компетенций продолжал существовать в долгосрочной перспективе.
Картинная галерея
Мультисенсорная запись окружающей среды и планирование движения
ROBDEKON координируется Фраунгоферовским институтом оптроники, системной технологии и оценки изображений IOSB. В дополнение к расположению в Карлсруэ и Ильменау IOSB Фраунгофера в качестве исследовательских институтов участвуют Технологический институт Карлсруэ (KIT), Немецкий исследовательский центр искусственного интеллекта (DFKI) и Исследовательский центр информационных технологий FZI, инновационный партнер KIT. Промышленными партнерами в консорциуме являются Götting KG, Kraftanlagen Heidelberg GmbH, ICP Ingenieurgesellschaft Prof. Czurda und Partner mbH и KHG Kerntechnische Hilfsdienst GmbH.
«Наш консорциум объединяет выдающийся опыт в области робототехники, очистки загрязненных площадок и демонтажа ядерных объектов», - говорит представитель центра компетенции ROBDEKON профессор Юрген Байерер. Он является профессором компьютерных наук в KIT и одновременно директором IOSB Фраунгофера. «Теперь мы будем систематически продвигать исследования в области мультисенсорного обнаружения окружающей среды, алгоритмов планирования движения и технологий телеприсутствия». Это означает, что роботы могут самостоятельно выполнять операции по дезактивации, в то время как люди координируют и контролируют работу из безопасного центра управления и дистанционно вмешиваются в сложные задачи ».
Однако когда дело доходит до роботов, не следует думать о классических промышленных роботах или роботах-гуманоидах, объясняет Байерер: «Мы полагаемся на инновационные концепции, такие как роботы-лазалки или автоматизированные строительные машины».
Партнеры проекта имеют различные дополнительные лаборатории, которые будут расширены, объединены в сеть и станут доступными для внешних заинтересованных сторон в ближайшие годы. С помощью пользователей и промышленных партнеров перспективные подходы исследований в рамках ROBDEKON должны быть реализованы в практических системах. В качестве центрального контактного лица по всем вопросам, связанным с дезактивацией на основе роботов, во Фраунгоферском IOSB создан координационный центр центра компетенции.
Fraunhofer IOSB: Алгоритм Инструментов и Автономный Экскаватор
С научной точки зрения Fraunhofer IOSB сконцентрируется на дальнейшем развитии возможностей автономии для строительной техники - области, в которой институт имеет многолетний опыт: «Мы внедряем наш набор инструментов алгоритма для автономных мобильных роботизированных систем в ROBDEKON», объясняет ответственный руководитель отдела Кристиан Фрей. «Это позволяет перемещаться по пересеченной местности, избегать препятствий и управлять манипуляторами, чтобы, например, экскаваторная лопата также собирала загрязненный материал и выгружала его в нужном месте».
В институте уже есть несколько вездеходов-роботов и первый автоматизированный экскаватор. Кристиан Фрей: «Теперь нужно перенести эту автономию на другие машины и сделать их еще более гибкими, мощными и удобными в управлении».
Картинная галерея
KIT: дезактивация, телеприсутствие и живая лаборатория
Одним из направлений работы в KIT являются роботизированные системы, которые могут выполнять дезактивационные работы автономно или полуавтономно, например, на атомных электростанциях. Исследователи на кафедре высокопроизводительных гуманоидных технологий (H²T) и в Научно-исследовательской лаборатории интеллектуальной автоматизации процессов и робототехники (IPR) проектируют и создают робототехнические системы, которые могут очищать или разрушать загрязненные и биологически или химически загрязненные поверхности или части системы. Это включает в себя разработку методов обнаружения трехмерной среды, проверки рабочей среды, а также планирования и выполнения задач по дезактивации, таких как удаление опасных загрязнителей с объектов или поверхностей, и, что не менее важно, программирование соответствующего управляющего программного обеспечения.
Эти устройства контролируются и управляются с использованием методов дистанционного присутствия, разработанных на кафедре интеллектуальных систем датчиков и исполнительных механизмов (ISAS). Так называемый телеоператор, такой как робот, представляет пользователя на месте в потенциально человеконенавистнических средах. Это может, например, отслеживать движения головы пользователя, а затем передавать соответствующие изображения с камеры. Кроме того, в ИСАС изучаются процедуры для измерения и визуализации распределения и интенсивности загрязнения, что позволяет проводить операции с максимально возможной эффективностью.
Наконец, в Институте технологии и управления в строительстве (TMB) строится живая лаборатория, в которой роботы проходят испытания в различных реальных условиях и модернизируются для работы на атомных электростанциях. Кроме того, TMB работает над специальным роботом, который может проверять бетонные поверхности на наличие опасных загрязнений, обнаруживать их и, наконец, удалять их. На последнем этапе ученые исследуют, как новые методы и устройства могут использоваться в практических применениях на свалках или загрязненных территориях.
ФЗИ: Основанное на силе обращение с опасными веществами и дополненная реальность
Исследовательский центр информационных технологий ФЗИ разработает стратегии манипуляции с применением силы для мобильных роботов в центре компетенции ROBDEKON. Они смогут частично или полностью автономно поддерживать людей в труднопроходимой местности и при работе с неизвестными объектами при демонтаже, измерении или восстановлении загрязненных объектов. Ученый из FZI Арне Реннау объясняет: «FZI уже имеет большой опыт в разработке робототехнических решений на основе сил. Мы рады, что теперь можем перенести эти знания в центр компетенции ROBDEKON и тем самым сделать работу, критически важную для здоровья, более безопасной для людей ».
Частью проектной работы является также подробное трехмерное картирование окружающей среды и интеграция эффективных алгоритмов навигации. FZI берет на себя эту задачу, как и разработка интуитивно понятных и понятных концепций управления взаимодействием человека и робота. Ученые из Карлсруэ также полагаются на использование новых систем дополненной реальности и виртуальной реальности для прямой интеграции важной экологической информации в трехмерные представления.
Досье робототехники издание 2018
Робототехника в автоматизации
DFKI: роботы для экстремальных условий и гибридных команд
Инновационный центр робототехники Немецкого исследовательского центра искусственного интеллекта (DFKI), возглавляемый профессором Фрэнком Киршнером, привносит свой многолетний опыт в разработке мобильных автономных роботов в центр компетенции ROBDEKON, особенно для использования в агрессивных и экстремальных условиях, таких как космос или глубокие моря. Для достижения необходимой автономии и, следовательно, способности систем действовать, роботы, используемые в дезактивированных зонах, должны соответствовать очень схожим требованиям, в частности, в отношении их мобильности, устойчивости и способности к обучению (искусственный интеллект).
Область исследований DFKI обладает обширным опытом в области машинного обучения, телеоперации и взаимодействия человека с роботом, чтобы обеспечить безопасное взаимодействие людей и роботов в гибридных командах в рамках процессов демонтажа и дезактивации. Инновационный центр робототехники в ROBDEKON будет продолжать разрабатывать новые типы роботизированных систем, обладающих навыками, необходимыми для этого требовательного применения.
СОВЕТ КНИГИ Книга "Промышленные роботы" представляет собой руководство для МСП с советами и рекомендациями по теме использования роботов. Изучаются самые важные основы робототехники и объясняются методы, как можно оценить, можно ли автоматизировать продукт или процесс с помощью роботов.
Эта статья впервые появилась на нашем партнерском портале Elektronikpraxis.de.