Im Forschungsprojekt „AKIT - Autonomie-Kit für seriennahe Arbeitsfahrzeuge zur vernetzten und assistierten Bergung von Gefahrenquellen“ hat sich daher ein Konsortium aus Forschung und Industrie unter Leitung des Fraunhofer IOSB, Institutsteil Angewandte Systemtechnik Ilmenau, zusammengeschlossen, um eine clevere Zurüstlösung für herkömmliche Serienfahrzeuge wie Bagger oder Traktoren zu entwickeln. In möglichen Einsatzgebieten vorhandene Technik soll damit einfach und schnell um autonome und teilautonome Navigations- und Manipulationsfunktionen ergänzt werden.
AKIT umfasst zunächst ein Bergefahrzeug (Bagger) zur Beräumung sowie ein Support-Shuttle, das als Zubringer von Werkzeugen und zum Abtransport von Material dient. Diese können grundsätzlich autonom agieren und verfügen über eine so genannte Teach-In-Funktion – das heißt, sie merken sich automatisch die entsprechenden Transportwege und können diese dann automatisch abfahren. Zusätzlich werden autarke Kommunikationsknoten sowie ein UAV zur luftgestützten Aufklärung eingesetzt. Die Steuerung der Einsatzfahrzeuge erfolgt über einen mobilen Leitstand der KHG
Kerntechnische Hilfsdienst GmbH.
Im Projekt „Autonomie-KIT für seriennahe Arbeitsfahrzeuge zur vernetzten und assistierten Bergung von Gefahrenquellen (AKIT)“ ist es gelungen, herkömmliche Baumaschinen zu teilautonomen Roboterfahrzeugen umzurüsten, um im Falle einer Katastrophe gefährliche Aufgaben zu übernehmen. Dazu wurde ein modularer Bausatz aus Sensoren und Steuerelektronik an den Maschinen installiert. Es hat sich gezeigt, dass die Methoden auch für die Kampfmittelbeseitigung hervorragend geeignet sind. Für die Übertragbarkeit und den erfolgreichen Transfer in die Praxis muss das System jedoch robuster und benutzerfreundlicher werden.
Ziele und Vorgehen
In AKIT-PRO soll die bisher entwickelte Technologie für den Einsatz unter realen Bedingungen verbessert und erprobt werden. Dazu werden die unterschiedlichsten Sensoren in modulare Baugruppen integriert, die dann von Einsatzkräften, beispielsweise aus dem Katastrophenschutz, leicht zu installieren sind. Die Programmierung dieser Systeme auf die Besonderheiten des Fahrzeugs wird so gestaltet, dass die Steuerung nach dem Einbau fehlerfrei eigenständig funktioniert. Gleichzeitig wird ein geeigneter Leitstand aufgebaut, mit dem für den Bediener eine einfache Steuerung ermöglicht wird. Die (teil)autonomen Fahrzeuge sollen für ein effizientes und flüssiges Arbeiten untereinander kooperieren, damit Einsätze schnell bewältigt werden können.
Innovationen und Perspektiven
Die Autonomisierung von Standardarbeitsfahrzeugen bietet ein enormes Potenzial für die Durchführung gefährlicher Aufgaben. Wenn Baumaschinen, die es praktisch überall gibt, befähigt werden, fahrerlos zu operieren, müssen Menschenleben nicht in Gefahr gebracht werden. Für Katastrophenlagen wie Reaktorunglücke oder Explosionskatastrophen sowie die Kampfmittelbeseitigung stellt dies einen erfolgversprechenden Ansatz dar, der die Sicherheit für Einsatzkräfte erhöht.
Projektpartner
Verschiedene Großschadensereignisse wie z.B. Industrieunfälle und Naturkatastrophen stellen Rettungskräfte und Katastrophenmanagement vor enorme Herausforderungen. Nach der Erfassung der Schadenslage müssen Gefahrenquellen wie z.B. Einsturzgefährdung, giftige Substanzen oder Explosionsgefahr schnellstmöglich beseitigt werden um den Rettungskräften eine zügige Suche und Rettung von Opfern zu ermöglichen. Durch den Einsatz von robotergestützten Technologien kann das Gefährdungspotential für Bergungskräfte deutlich gesenkt und Bergungsoperationen früher begonnen werden. Geeignete Geräte sind überwiegend Speziallösungen, welche nicht in ausreichender Anzahl am Einsatzort zur Verfügung stehen.
Die Erarbeitung von Konzepten der Umrüstung von Bau- und Arbeitsmaschinen in unbemannt und automatisiert arbeitende Bergungsgeräte liefert einen wichtigen Beitrag in der Verbesserung des Schutzes von Bergungskräften bei Großschadensereignissen. Durch die Auslegung als herstellerunabhängiges Zusatzsystem können im Fall von Großschadensereignissen Bergungssysteme schnell und flexibel aus vor Ort verfügbaren Bau- und Arbeitsmaschinen aufgebaut werden.
Das Ziel des Verbundprojektes ist deshalb die Erforschung einer neuartigen Bergekette aus hochautomatisiert arbeitenden Bergungsfahrzeug, Supportshuttle und Kommunikationskomponenten. Hierbei liegt ein besonderer Schwerpunkt der Arbeiten auf der Konzeption eines Autonomie-KIT, welches es ermöglicht, weltweit verfügbare Bau- und Arbeitsmaschinen, wie z.B. Bagger und Traktoren, innerhalb kürzester Zeit durch die Zurüstung von Sensoren und anderen Komponenten in unbemannt operierende Bergegeräte umzurüsten. Dieses Autonomie-KIT unterstützt durch Funktionen wie autonome Navigation in unstrukturierter Umgebung, die 3D-basierte assistierte Objektmanipulation und situationsangepasste Vernetzung optimal und ermöglicht damit den Bergungskräften eine zügige Beräumung von Gefahrenquellen. Durch die Umsetzung als Zurüst-Kit müssen keine speziell umgerüsteten Fahrzeuge weltweit vorgehalten werden, sondern können am Einsatzort beschafft und qualifiziert werden.