Roboter warten Roboter
Neues System könnte künftig nicht nur Roboter, sondern auch Satelliten reparieren.
Mobile Inspektionsroboter kriechen mit Magneträdern über Pipelines und ermitteln mit speziellen Sensoren kritische Stellen. Das ist längst Realität. Doch sobald diese Roboter gewartet und inspiziert werden müssen, führte bislang kein Weg am Menschen vorbei. Wissenschaftlern des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt ist es nun im EU-Projekt „Aerial Robotics Cooperative Assembly System“ erstmals gelungen, einen industriellen robotischen Greifarm mit sieben Freiheitsgraden in ein autonom fliegendes Hubschrauber-System zu integrieren. Damit ist es möglich, die Roboter auf den Pipelines zu inspizieren und zu warten. Ähnliche Systeme könnten auch zur Wartung von Satelliten oder sogar zum Aufbau von Habitaten auf anderen Planeten eingesetzt werden.
Abb.: Aufnahme und Transport eines mobilen Inspektionsroboters mithilfe eines fliegenden Leichtbau-Roboterarms. (Bild: DLR)
Um die gewünschte Position zu erreichen, navigiert das System autonom mit GPS. Dort angekommen, wechselt es auf ein präzises Bildverarbeitungssystem, das auf mehreren eingebauten Kameras basiert. So kann der Inspektionsroboter genau geortet und der Greifarm präzise am Objekt platziert werden. Bei dem aktuellen Entwicklungsstand des Systems ist es möglich, den magnetischen Wartungsroboter bis auf einen Zentimeter genau zu greifen. Einmal vom Arm ergriffen, kann der Hubschrauber den Wartungsroboter autonom an eine sichere Stelle transportieren oder in der Zukunft auch über ihm schwebend direkt vor Ort reparieren.
In jedem der sieben Gelenke des Arms sind zudem Kraft-Momenten-Sensoren eingebaut. Sie sorgen dafür, dass der robotische Arm selbständig zurückgeht, wenn Gegenstände in der Umgebung ungewollt berührt werden. Dabei können Objekte mit einer Masse von bis zu acht Kilogramm gegriffen werden. Die entwickelten Algorithmen verbinden die Steuerung des robotischen Greifarms mit der Steuerung des Hubschraubers, um den gegenseitigen Einfluss zu minimieren. Das sichert die Stabilität des Gesamtsystems und die hohe Präzision des Greifens.
Das System kann nicht nur für die Reparatur von Wartungsrobotern eingesetzt werden. Die Möglichkeiten zur Anwendung sind so vielseitig wie spannend: Mehrere Greifarme könnten von einer oder von mehreren mobilen Plattformen aus defekte Satelliten reparieren, auf der ISS neue Module installieren oder beim Aufbau eines Mondhabitats helfen. Nach Meinung der DLR-Wissenschaftler sind die mathematischen und technologischen Fragestellungen in diesen Anwendungsfällen sehr ähnlich – die neue Technologie ist erst der Beginn völlig neuer Möglichkeiten.
DLR / RK
