Autonome Arbeitsmaschinen & Servicerobotik

Autonome Arbeitsmaschine und Serviceroboter finden heutzutage in vielen Anwendungen Einzug. InMach verfügt hier über langjährige Erfahrung und begleitet ihre Kunden über alle Phasen der Produktentwicklung und liefert Navigationssoftware, Sensorik, Aktorik und Steuerungselektronik für die Serienproduktion dieser autonomen Helfer.

Reinigungsroboter: Adlatus CR700

Serienprodukt der ADLATUS Robotics GmbH

Schmutz und Dreck auf glatten Böden gibt es in sehr vielen Bereichen. Interessant für die ADLATUS Robotics GmbH sind jene Institutionen, die eine Bodenfläche von > 500 qm haben und den Schmutz bzw. die Flächen regelmäßig bzw. täglich reinigen müssen. Das sind zum einen die Betreiber von Lebens-mittelgroß- und Einzelhandel, Discounter, Lagerhallen, Handel, Shopping-Center, öffentliche Einrichtungen wie Krankenhäuser, Schulen, Veranstaltungsorte, Museen, Turnhallen und vieles mehr. Im Industriebereich sind es beispielsweise Fertigungshallen, Empfangshallen oder auch Showrooms, die täglich gereinigt werden müssen. Ein weiterer Bereich ist der öffentliche Reiseverkehr.

Das fortschrittliche Navigationskonzept des ADLATUS CR700 ermöglicht eine zuverlässige Navigation auch in komplexen Umgebungen. Seine leistungsfähige Sensorik und die intelligente Verarbeitung der Sensordaten erlauben zudem eine sichere Erfassung von sehr schwierig zu erkennenden Objekten wie Personen oder herabhängende Stoffe: Je nach Umgebung bzw. Gebäudestrukturen können verschiedene Ansätze der Navigation gewählt werden. So wird bspw. eine spezielle Lokalisierungsmethode in Objekten mit vielen festen Hindernissen, wie Wänden und Regalen verwendet, ohne den Einsatz von künstlichen Landmarken. Und eine andere Lokalisierungsmethodik wird in Umgebungen mit stark variierenden Hindernissen und mit wenigen statischen Strukturen eingesetzt. Hierfür werden künstliche Landmarken im Objekt angebracht.

 

Stallroboter: PriBot und MultiRob

Serienprodukt der Peter Prinzing GmbH

Der Entmistungsroboter PRIBOT reinigt rund um die Uhr, zuverlässig und sauber die Spaltenböden im Rinderstall. Durch die kompakte Bauweise können auch schmale Laufgänge gereinigt und Laufgangabtrennungen unterfahren werden. Ecken und Übergänge werden vollständig geräumt. Unebenheiten im Laufgang werden durch das beweglich aufgehängte Räumschild ausgeglichen. Die Reinigungswirkung kann durch den optionalen Einsatz einer Wasser-Sprühvorrichtung verstärkt werden.  PRIBOT lernt seine Fahrroute einfach durch die Teach-Funktion. Dabei wird die zu räumende Fläche mit dem PRIBOT einmal abgefahren und die Strecke ist gespeichert. Anschließend kann individuell einstellt werden, zu welchen Zeiten die Strecke geräumt werden soll. Durch die konstante Reinigung erhöht sich die Stallhygiene, Klauenprobleme werden verhindert, die Tiere sind sauber, fühlen sich wohl und bleiben gesund.

Der neue, mobile Reinigungsroboter für den Rinderstall „Multirob“ reinigt automatisch Laufgänge und Hochboxen, und kann auf Wunsch diese auch wieder einstreuen.

Agrarroboter: App‘ttraktiver Pflanzenkultivierer

F&E Vorentwicklung

Die Landwirtschaft sieht sich insbesondere in Hochlohnländern mit stetig steigendem Kostendruck konfrontiert. Zusätzlich steigen die Anforderungen an Umweltschutz und Nachhaltigkeit. Innovative Agrartechnik und zweckmäßige Automatisierung kann einen Beitrag zur Bewältigung der Herausforderungen und zur Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit leisten. Bisher sind autonom agierende Systeme häufig nicht wirtschaftlich oder unausgereift.

 

Die Lösung: Sensorbasierte Robotersysteme

Bei einer Vielzahl von arbeitsintensiven Manipulationsaufgaben im Agrarumfeld besteht Bedarf nach einer individuellen Objekt-bearbeitung. Beispiele sind das selektive Ernten sowie das präzise und ressourcenschonende Spritzen, Düngen und die Unkraut-regulierung. Die Automatisierung solcher „Hand-Auge-Manipula-tionsaufgaben“ mithilfe von intelligenten, multisensoriellen Servicerobotern eröffnet die attraktive Möglichkeit, kosteneffektive, qualitativ höherwertige sowie umweltfreundlichere Produktions-
und Kultivierungskonzepte einzuführen (z.B. im Bioanbau).

Der Forschungsansatz basiert auf einem flexiblen »App«-Konzept: Je nach Anwendung findet die Ausstattung mit austauschbaren applikationsspezifischen Sensoren und Aktoren statt. Dies macht die Plattform vielseitig über das Jahr einsetzbar und führt zu einer hohen Maschinenauslastung und damit Wirtschaftlichkeit.

Beispielsweise kann die Plattform sowohl im Frühjahr als auch im Herbst zur Ernte (von Sonderkulturen/Gemüse) und nebenbei in den Sommermonaten zur Schädlingsbekämpfung und Unkrautre-gulierung in der Pflanzenzüchtung zum Einsatz kommen. Die Partner entwickeln dazu neuartige Technologien, die den Anforderungen in
einer harschen Umgebung gerecht werden.

 

Zuverlässigkeit und Sicherheit im Mittelpunkt

Ein großer Teil des Forschungsprojekts umfasst die Weiterentwicklung der multisensoriellen Zustandserkennung. Am Beispiel der anvisierten Unkrautregulierung in Baumschulen und in der Pflanzenzucht muss der Roboter in der Lage sein, die Art und Lage der Pflanze zuverlässiger als es bisher möglich ist zu bestimmen. Dazu werden Bildsensoren mit innovativen Bildverarbeitungsverfahren und maschinellem Lernen kombiniert. Außerdem erfolgt eine intensive Forschung an der mobilen Manipulation und Bearbeitung. Dies erlaubt es der Plattform, Arbeitsschritte während der Fahrt auszuführen.

Ein weiterer Fokus liegt in der sicheren und robusten Navigation, bei der Mensch und Maschine sinnvoll interagieren. Hierfür werden geeignete probabilistische Schätzverfahren (z.B. basierend auf sequentiellen Monte-Carlo-Methoden) entwickelt. Einen wertvollen Beitrag zum Umweltschutz liefert ein durchgehend elektrisches und emissionsfreies Energiekonzept. Damit gelingt der Spagat zwischen langanhaltender Autonomie und sauberer Energieversorgung.

 

Bund und Anwender profitieren

Das zukunftsweisende Projekt erzielt folgende Positivwirkungen: Die Anwender des Agrarroboters profitieren von einer erhöhten Wirtschaftlichkeit des Spezialgerätes, da das App-Konzept eine einfache Übertragbarkeit der Technologie auf unterschiedliche Kulturen ermöglicht. Der Bund profitiert von umweltfreundlicher Bewirtschaftung in Landwirtschaft, Gartenbau und Forst. Außerdem wird der Landmaschinenbau in Deutschland in seiner Wettbewerbsfähigkeit gestärkt.

Auch der Verbraucher profitiert von dem Projekt durch hochwertigere Produkte zu vernünftigen Preisen. Nicht zuletzt wird das Projekt nachhaltige Erkenntnisse in den Themen Sicherheit und Zulassung schaffen, die die Entwicklung verwandter Agrarrobotersysteme entscheidend vorantreiben wird.

 

Förderkennzeichen: 01IM12002A-D