Roboter-Test in der Sandgrube Ein Stück vom Mars in Wulsbüttel

Das Deutsche Forschungsinstitut für künstliche Intelligenz testet einen Roboter in einer Sandgrube bei Wulsbüttel. Geplanter Einsatzbereich: autonome planetare Missionen.
17.04.2021, 06:00
Lesedauer: 3 Min
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Von Andreas Palme

Wulsbüttel. Corona macht's möglich: Weil die Pandemie derzeit sämtliche Reisepläne durchkreuzt, werden die Kanaren kurzerhand in eine Sandgrube nach Wulsbüttel verlegt. Eigentlich hatte das Deutsche Forschungsinstitut für künstliche Intelligenz in Bremen die Erprobung seines Roboters auf der Insel Fuerteventura geplant, nun wird das autonom agierende Gerät aber direkt an der Landesstraße 135 getestet.

Der vierrädrige Roboter heißt Sherpa TT und soll als mobile Station kleinere Roboter bei einem Einsatz im Weltraum führen. Das Gerät operiert autonom, das heißt, es fährt nach eigenem Ermessen auch durch unwegsames Gelände. Vier Kameras liefern die dazu benötigten Informationen an einen integrierten Rechner, der diese in Bewegungen umsetzt. An jedem der vier spinnenartigen Beine treiben von Metallringen gefederte Räder das etwa 100 Kilogramm schwere Fahrzeug an. Im späteren Einsatzfall kann der angebaute Greifarm zum Wechsel der Betriebsbatterien, zum Graben von Erdproben mit einer Schaufel oder als Kran verwendet werden.

Software-Erprobung

„Wir erproben hier die Software für die autonome Bewegung“, erklärt Diplom-Ingenieur Florian Cordes und zeigt auf die zahlreichen Markierungen auf dem etwa 1500 Quadratmeter großen Sandabbaugelände. „Die Firma Pauls zeigte sich für unsere Anfrage sofort aufgeschlossen“, so Cordes, der dieses Gelände nach Auswertung einiger Alternativen auswählte. Der Eigentümer aus Lehnstedt bereitete die Erprobungsfläche nach Wünschen der Forscher vor und platzierte einige große Steine zum Test der Beweglichkeit von Sherpa.

Ziel des Projektes ADE (Autonomous Decision making) ist es, ein Rover-System zu entwickeln, das geeignet ist, die Datengewinnung auf autonomen planetaren Missionen zu erhöhen. Das System soll in der Lage sein, lange autonome Fahrmanöver von mehr als einem Kilometer Länge zu absolvieren und dabei gleichzeitig schnelle Reaktionen auf unvorhergesehene Ereignisse sowie eine optimale Nutzung der zur Verfügung stehenden Ressourcen gewährleisten. Das System aus Hardware- und Softwarekomponenten wird in einem Mars oder Mond ähnlichen Terrain eingehend getestet. Dabei wird ein Zielpunkt vorgegeben, woraufhin das ADE-System einen sicheren Pfad plant und autonom abfährt. Das System soll eigenständig lokale Planänderungen vornehmen, um wissenschaftlich interessante Stellen selbstständig näher untersuchen zu können.

Gelände-Abbild per Drohne

Aktuell haben die Wissenschaftler das Gelände an der L 135 mit einer Drohne überflogen und damit ein Abbild der Infrastruktur für die autonomen Fahrwege gesichert. Eine gleichbleibende Datenaufnahme und die Vermeidung des Übersehens interessanter Daten sind weitere Ziele im Projekt ADE. Wichtig ist den Wissenschaftlern, dass erfolgversprechende Merkmale in der Umgebung, etwa interessante Steinformationen, für geologische Untersuchungen vom „Opportunistic Science Agent“ autonom erkannt werden und daraufhin gegebenenfalls eine lokale Änderung des Missionsplanes erfolgt. Darüber hinaus sollen Zielkonflikte, beispielsweise zwischen globalem und lokalem Plan, von der ADAM-Komponente gelöst werden. ADAM steht für Autonomous Decision Making Module und ist dafür verantwortlich, dass der globale Plan sicher modifiziert wird, wenn interessante wissenschaftliche Merkmale in der Umgebung gefunden werden. Diese Modifikationen werden unter Berücksichtigung der Sicherheit, Systemrandbedingungen, On-Bord-Ressourcen und zeitlicher Beschränkungen vorgenommen.

Zwölf Partner in Europa

Mit der Demonstration in einer repräsentativen, natürlichen Umgebung wird ADE in schrittweise komplexeren Szenarien erprobt. Derzeit liegt die Testverantwortung bei den Partnern aus Spanien, die eine Steuereinheit am Sherpa entwickelt und installiert haben. Die gesamten Tests werden von der Leitstelle nahe Madrid verfolgt. Neben den spanischen Forschern von GMV Aerospace und Defence SA sowie von der Universität Malaga arbeiten zwölf Partner aus dem gesamten europäischen Raum an dem Projekt mit. Die Federführung für die Hardware liegt bei den Konstrukteuren des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz GmbH, DFKI.

Die Komponenten ADAM und das ADE-System stellen einen Schritt in Richtung neuer Szenarien für autonome Roversysteme dar. Dies gilt für Anwendungen in irdischen Szenarien ebenso wie in der Exploration fremder Himmelskörper wie Mond und Mars. „Sollte es die Pandemie erlauben, sind im nächsten Jahr Tests auf Island geplant“, betont Cordes als Projektleiter Weltraumrobotik im DFKI. Dann geht es um die autonome Erforschung von Höhlen und Felsspalten in gebirgigem Terrain mit dem Sherpa. Die Bezeichnung stammt übrigens aus dem Bergsteigerjargon in Anlehnung an die nepalesischen Volksgruppe Sherpas, die als Träger und Berggefährten bei der Besteigung des Mount Everest helfen.

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