Teamwork durch Flugroboter
Alternde Infrastrukturen, die es in Entwicklungs- wie auch Industrieländern gibt, in Kombination mit der schrittweisen Erweiterung verteilter Anlagen führen dazu, dass die Kosten für Inspektionen und Reparaturen unaufhörlich steigen. Um diesem dringenden Bedarf gerecht zu werden, sind hochautomatisierte, effiziente und zuverlässige Lösungen erforderlich, die nicht nur kostensenkend sind, sondern auch die Risiken für das Personal und die Anlagen selbst minimieren. Hierbei steht jedoch ein großer Paradigmenwechsel innerhalb der Branche an. Das EU-finanzierte Projekt AEROWORKS sollte genau dieser Paradigmenwechsel sein. „AEROWORKS hat ein innovatives Flugroboterteam entwickelt, das in Eigenregie Inspektions- und Wartungsaufgaben an Infrastrukturen durchführen kann und seinen Bedienern dabei gleichzeitig eine intuitive, nutzerfreundliche Oberfläche zur Verfügung stellt“, sagt Projektkoordinator George Nikolakopoulos. Eine neue Art von unbemanntem Luftfahrzeug Das entstandene AEROWORKS-Roboterteam repräsentiert eine neue Klasse von unbemannten Luftfahrzeugen bzw. Drohnen. Diese unbemannten Spezial-Luftfahrzeuge mit der Bezeichnung „Collaborative Aerial Robotic Workers“ (ARW) sind mit geschickten Manipulatoren, neuartigen physikalischen Interaktions- und Steuerungsstrategien für unterstützende Manipulation, Wahrnehmungssystemen und Planungsintelligenz ausgestattet. Das Team aus mehreren Flugrobotern von AEROWORKS arbeitet dezentral und ist durch ein bislang beispielloses Maß an Rekonfigurierbarkeit, Einsatzzuverlässigkeit, Abbildungstreue und Manipulationsgeschick gekennzeichnet, wobei all das in robuste und zuverlässige Systeme integriert ist, die schnell einsetzbar und als ein integraler Bestandteil der Infrastruktur-Servicedienste einsatzbereit sind. AEROWORKS konnte erstmals überhaupt das Konzept der kollaborativen autonomen Inspektion von Infrastrukturen aus der Luft mit mehreren unbemannten Luftfahrzeugen vorführen. Egal ob Windkraftanlage oder Schornstein, das AEROWORKS-System erzeugt die nötigen Flugbahnen, auf denen die ARW unterwegs sind. Auf Grundlage dieser Flugbahnen können die Drohnen autonom fliegen, die Umgebung wahrnehmen und Hindernisse umgehen sowie eine vollständige visuelle Rekonstruktion der Infrastruktur durchführen. Anhand dieser Rekonstruktion kann der Nutzer problemlos die genaue Lage von Defekten erkennen und mit den Reparaturen beginnen. Dank AEROWORKS konnten die Kosten für Inspektionen und Reparaturen dieser Art drastisch gesenkt und die Sicherheit der Inspektoren erheblich verbessert werden. „Das ist eine der wichtigsten Errungenschaften des Projekts. Damit hat man die Grenzen dessen, was Flugrobotik kann, neu gesteckt“, sagt Nikolakopoulos. „Mit dem Konzept der Aerial Robotic Workers haben wir neue Anwendungsszenarien eingeführt, über die man bisher nicht einmal nachgedacht hat.“ Einsatzmöglichkeiten von Drohnen neu definiert Nikolakopoulos zufolge hat AEROWORKS den gegenwärtigen Stand dessen, zu was unbemannte Luftfahrzeuge in der Lage sind, in Frage gestellt, indem man sie aus den wissenschaftlichen Laboratorien ins Feld gebracht hat. „Wir haben die Komfortzone der Gemeinschaft der autonomen unbemannten Luftfahrzeuge durchbrochen, indem wir ein Konzept der autonomen Inspektion und Wartung aus der Luft für reale Anwendungen entwickelt haben, das vollständig den realen Bedürfnissen der Industrie entspricht“, sagt er. „Auf diese Weise wurde der Weg für eine massive Nutzung von Drohnen in Form von ARW geebnet.“ Insbesondere hat AEROWORKS die Anwendbarkeit von ARW bei der Inspektion von Infrastrukturen wie etwa Windkraftanlagen demonstriert. Schon diese Errungenschaft allein wird nicht nur Europas Infrastruktur stärken, sondern gleichermaßen dem europäischen Dienstleistungs- und Industrierobotersektor einen Wettbewerbsvorsprung verschaffen. „Mit Europa an der Spitze verändert AEROWORKS die Landschaft des Einsatzes von Flugrobotern auf drastische Weise“, fügt Nikolakopoulos hinzu. 2017 wurde das Projekt von der Königlich Schwedischen Akademie der Ingenieurwissenschaften als eine der bedeutendsten Ingenieurleistungen des Jahres ausgezeichnet. Seit Projektabschluss wurden die Forscher von mehreren Endanwendern kontaktiert, die an autonomen Inspektionen aus der Luft interessiert sind. Um diesem wachsenden Bedarf besser gerecht werden zu können, hat das Projekt einige Spin-off-Unternehmen gegründet.
Schlüsselbegriffe
AEROWORS, unbemannte Luftfahrzeuge, Drohnen, Windkraftanlagen, Infrastruktur, Luftfahrtroboter
