Aufmacherbild: (C) Pixabay / Autonome Transport-Systeme

Hinter der Idee von autonomen Transport-Systemen stehen Konzepte wie selbstfahrende LKW und Traktoren oder selbststeuernde Warenlager und Flugsysteme. Das klingt ein wenig danach, per Sänfte durch Palmenhaine zu gleiten, während fliegende Teppiche süße Früchte darbieten. Oder geht es bei diesen Visionen doch um andere Zielsetzungen?

Forscher und Entwickler konzentrieren sich bei ihrer Arbeit an autonomen Transport-Systemen in erster Linie auf Effizienzsteigerung, Optimierung von Prozessen und Unterstützung der Arbeitnehmer im Arbeitsalltag der Zukunft. Aber man wird doch mal träumen dürfen.

FTS – Fahrerlose Transport-Systeme

Wobei das fahrerlose Transport-System mit darauf montiertem Roboter das die beiden Unternehmen Yaskawa und Clearpath zusammen entwickelt haben mit etwas Fantasie dann doch leicht an den blauen Dschinn aus dem Disney-Film Aladdin erinnert. Wie Factorynet.at berichtet, orientiert sich dieser Roboter beim Navigieren an den vorhandenen Eigenschaften seiner Umgebung

und benötigt dazu keine zusätzlichen Orientierungshilfen oder Reflektoren in den Betriebsräumen. Und der digitale Kollege findet nicht nur den Weg zu seinem Einsatzort, sondern ist dabei auch ausgesprochen flexibel. Ändern sich Betriebsablauf oder Infrastruktur der Produktionsanlagen, kann das System schnell an die neuen Gegebenheiten angepasst werden. Derzeit befindet sich das Projekt noch in der Entwicklung und wird auf der Automatica (Messe München – 21.-24. Juni 2016 – Halle B6, Stand 502) als Prototyp vorgestellt.

Auch Automobilhersteller Audi gab bekannt, dass man neuerdings

auf autonome Transportsysteme setzt. Die Mitarbeiter der Audi-Logistik werden in Zukunft nicht mehr selbst loslaufen und benötigte Waren aus Materialregalen holen müssen –

stattdessen kommen die Regale vollautomatisch auf Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) zu ihnen. Audi testet das FTS-basierte Ware-zur-Person-Konzept bei der Kommissionierung der Bordliteratur im Rahmen der Fahrzeug-Endmontage am Audi Standort Ingolstadt.

Erobern autonome Roboter die Straße?

Die Wege in einem Warenlager sind allerdings klar definiert. Auf der Straße sieht das anders aus. Das hat die beiden ehemaligen Skype-Mitbegründer Janus Friis und Ahti Heinla jedoch nicht davon abgeschreckt, mit ihrer Firma Starship Technologies einen selbstfahrenden Lieferroboter für den Außenbereich zu entwickeln. Über Sensoren soll er Hindernisse wie Menschen und Autos erkennen können und zum Beispiel eine Straße nur dann überqueren, wenn es tatsächlich sicher ist. Erste Prototypen sind bereits in England unterwegs. Wie die Süddeutsche Zeitung berichtete, könnte der Roboter eine echte Alternative zu Kurierdiensten werden. Lieferungen werden durch ihn günstiger und emissionsfrei. Er ist für leichte Waren wie Dokumente, Kleidung oder Lebensmittel gedacht und aufgrund des mit Schrittgeschwindigkeit vergleichbaren Tempos für Kurzstrecken im Umkreis zwischen 5 und 30 Minuten geeignet. Obwohl er autonom unterwegs ist, kann im Notfall per Fernbedienung eingegriffen werden. Im folgenden zweiminütigen Video kann man ihn im Einsatz erleben.

Selbstfahrende Fahrzeuge

Wenn die auszuliefernden Waren eine Spur größer werden, gibt es auch dafür natürlich geeignete Lösungen. An autonom fahrenden Lastkraftwagen wird schon seit einigen Jahren getüftelt. In einem Beitrag haben wir davon berichtet als die Daimler-Tochter Freightliner 2015 einen autonom fahrenden Lkw in Las Vegas vorgestellt hat. Das folgende 2:40-Video vermittelt noch mal einen Eindruck davon.

Wie die Autobild im Herbst 2015 berichtete, fand damals auch schon eine Testfahrt auf einer öffentlichen Straße in Deutschland statt. Das im Fahrzeug eingebaute „Highway Pilot“-System ermöglicht teilautonomes Fahren, bei dem der Lkw zwar selbst steuern kann, der Fahrer aber jederzeit überwachen und wieder eingreifen können muss. Das System besteht aus einem Frontradar und einer Stereokamera sowie Assistenzsystemen wie einem Abstandsregeltempomat. Das rund 2:30-minütige Video von Daimler legt die Vermutung nahe, dass in gut zehn Jahren der Job des Berufskraftfahrers eine deutlich angenehmere Angelegenheit sein könnte.

Autonome Helfer in der Landwirtschaft

Nicht nur von A nach B liefern, sondern tatkräftig mit anpacken – das sollen in Zukunft autonome Helfer in der Landwirtschaft.

„Die Landwirtschaft muss effizienter werden: Agrarroboter und autonome Supertraktoren könnten sie grundlegend revolutionieren“, ist in einem Artikel von Crop Science / Bayer zu lesen. Säen, düngen, pflanzen, Herbizide ausbringen oder Früchte ernten – ausgestattet mit Kameras und Sensoren könnten dutzende autonome intelligente Erntemaschinen ein Feld vollkommen selbstständig bearbeiten. So zumindest die Vision der Entwickler aus der Forschungsabteilung von Crop Science. Sie sehen in diesem Konzept großes Potenzial für die Automatisierung in der Landwirtschaft. Die Ideen der Erfinder und Ingenieure reichen von einem ganzen Schwarm kleiner Agrar-Krabben, die das Feld bewirtschaften und dabei untereinander kommunizieren, bis hin zu Roboterarmen, an denen verschiedene Sensoren, Sprühköpfe oder Greifer nach Bedarf ausgetauscht werden können. Wie zum Beispiel bei der Maschine von Professor Heinz Ulbrich und seinem Team am Institut für Angewandte Mechanik der Technischen Universität München (TUM). Das Partnerinstitut im niederländischen Wagenigen wiederum forscht an speziellen Kameras, die ein dreidimensionales Bild der Pflanzen erstellen sollen, damit Roboter zwischen Blatt und Frucht unterscheiden können. Auch ein Sensor zur Bestimmung des Reifegrads von Weintrauben ist vorgesehen.

Über einen modularen Plantagenroboter für Obst- und Weinbau haben wir schon einmal berichtet.

Doch auch ganz klassische landwirtschaftliche Geräte wie Traktoren können in Zukunft autonom über das Feld ackern. Bei einer Crowdfunding-Kampagne fanden sich 122 Investoren, die an das österreichische Projekt der Kategorie Precision Farming aus dem folgenden rund 3-minütigen Video glauben. Mithilfe von Stereokameras erzeugt hier der Traktor ein exaktes Bild seiner Umgebung und kann dadurch etwa abschätzen, wo gedüngt werden sollte.

Autonome Unmanned Vehicle Systems

Und welche autonomen Systeme bringen die Forscher in die Luft? Das Institut für Theoretische Elektrotechnik und Systemoptimierung (ITE) am Karlsruher Institut für Technologie etwa entwickelt den sogenannten AirQuad. Laut Instituts-Website ist das autonome „Unmanned Aerial Vehicle“ ein durch vier Elektromotoren betriebener Helikopter, der zur Klasse der Mikrofluggeräte gehört. Durch seine Fähigkeit zu schweben, ist er für Rettungs- und Sicherheits-Anwendungen geeignet. Der AirQuad soll sowohl in Innenräumen als auch im Außenbereich selbstständig Aufgaben durchführen und unabhängig von GNSS (Global Navigation Satellite System) eine präzise Selbstlokalisierung vornehmen können. Durch die zusätzliche Umfelderkennung lassen sich kritische Situationen wie etwa mögliche Kollisionen vermeiden.

Wie Futurezone berichtet, will die Robotics and Perception Group der Universität Zürich Flugroboter mittels Kameratechnologie autonom fliegen und agieren lassen. Ein auf den Boden ausgerichtetes Kameraauge scannt dabei die Umgebung nach markanten Bodenpunkten, die auf einem Minicomputer an Bord des Quadrocopters analysiert und verarbeitet werden. Weitere Sensoren wie Beschleunigungssensor und Gyroskop helfen, die Punkte in Relation zu setzen und die Drohne zu stabilisieren. Das Ziel dieser Entwicklung ist vor allem die Nutzung in Rettungs- und Kriseneinsätzen. So könnte der Flugroboter den Rettungskräften helfen, sich in einem unbekannten Gebiet zurechtzufinden oder in einem halb eingestürzten Gebäude nach Opfern zu suchen. Das folgende einminütige Video zeigt ein Testszenario des Systems.

Apropos Testszenario: Bis vor kurzem durften Firmen und Privatleute nur Drohnen mit einem Gewicht unter fünf Kilogramm genehmigungsfrei starten. Seit vergangenem Jahr gibt es die Möglichkeit, das rund zehn Quadratkilometer große Testgelände des Deutschen Erprobungszentrums für unbemanntes Fliegen bei Mattsies im bayerischen Allgäu zu nutzen. Wie die Süddeutsche Zeitung berichtete, zeigten deutsche Tüftler bereits am Eröffnungstag des Testgeländes eine Bandbreite an Ideen: Etwa Drohnen, die autonom in Schwärmen fliegen und sich an GPS-Wegpunkten orientieren. Oder ein Solarflugzeug, das selbständig eine programmierte Route abfliegt, während der Pilot zusieht. Der Autor jenes Artikels vermutete, dass am Ende dieser Entwicklung vielleicht sogar Passagiermaschinen ohne Piloten auskommen könnten.

Ob es wirklich so weit kommt, dass der Mensch nur noch als optionale Instanz an einem autonomen System Anteil hat, ist aber wohl auch davon abhängig, inwiefern die Gesellschaft derartige Systeme im Alltag akzeptiert. Was das etwa für das Fliegen bedeutet, bleibt abzuwarten. Meinen Einkauf darf mir ein kleiner autonomer Transport-Roboter aber schon heute jederzeit gern nach Hause bringen.