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Der Teleoperativo-Roboter, ein neuer Vorschlag für ein System im Bereich der Robotik, ist aus dem IIT-Istituto Italiano di Tecnologia in Genua (Italien) hervorgegangen: Der multifunktionale Teleoperativo-Roboter HyQReal, der mit spezieller Ausrüstung ausgestattet ist, verbindet Robustheit mit der Geschicklichkeit und präzisen Steuerung durch einen neuen Typ von Roboterarm.
Ferngesteuertes Robotersystem
Zur Klarstellung: Teleoperativo ist das gesamte System und der Name des Projekts, nicht der Roboter selbst, wie in den Unterlagen zu sehen ist. Das Projekt ist ein Beitrag zu modernen Methoden der Intervention in unstrukturiertem, schwierigem Gelände, das erhebliche Mobilität erfordert. Der menschliche Bediener kann (und muss) immer die Kontrolle über den Roboter haben, so dass er nicht durch den Roboter ersetzt wird, sondern von ihm in jeder Situation unterstützt wird, in der Menschen in Gefahr sind, ihre Gesundheit und ihr Leben zu verlieren. Dazu gehören Überwachungsaufgaben, wie z. B. industrielle Inspektionen, und vor allem das Reagieren und Gegensteuern in Notsituationen.
Die Konstrukteure präsentierten die erzielten Ergebnisse in einem Video. Das kombinierte Teleoperativo-Robotersystem ist in der Lage, Türen zu öffnen, auf Feuerwehrausrüstung zuzugreifen und bestimmte Gegenstände aufzunehmen, im Dunkeln zu navigieren und über wirklich schwieriges Gelände zu gehen. Das Filmmaterial wurde auf der internationalen Konferenz ICRA 2021 Anfang Juni in Xi’an, Provinz Shaanxi, China, vorgestellt.
Superhund HyQReal im Robot Teleoperativo-System
Der Teleoperativo-Roboter besteht aus zwei modularen Teilen: einem Feldroboter und einer Pilotstation. Der erste Teil integriert die vielseitige Motorisierung des hydraulischen HyQReal-Vierradroboters mit der Geschicklichkeit und Kraft des INAIL-IIT-Roboterarms mit mehreren Bewegungsgraden. An der Pilotstation ist das haptische 6-DOF-Teleoperationsgerät REMOTArm, einschließlich des Drei-Finger-Hand-Exoskeletts HEXOTrAc-Plus, mit einer auf Virtual Reality (VR) basierenden intuitiven 3D-Schnittstelle für Wahrnehmung, Interaktion und Teleoperation verbunden. Die Roboter-Pilot-Verbindung bietet dem Bediener eine immersive Telepräsenz-Erfahrung. Sie ermöglicht die Projektion von Aktionen und den Empfang von Informationen aus einer entfernten Umgebung über den Feldroboter.
Der hydraulische Vierbeiner HyQReal hat 12 hydraulische Gelenke mit einem maximalen Drehwinkel von 270 Grad. Die Antriebe wurden u. a. aus 3D-gedrucktem Titan hergestellt – das klingt erstaunlich, ist aber schon seit einiger Zeit Realität: Das erste in Serie gefertigte 3D-gedruckte Titanteil wurde 2017 vom Luft- und Raumfahrtkonsortium Airbus vorgestellt. Der Roboter ist staub- und feuchtigkeitsbeständig, die Sensoren umfassen einen Lasersensor und eine Kamera für 3D-Mapping in Echtzeit. Geschützt wird das Ganze durch einen Aluminiumkäfig und die “Haut”, also die Verkleidung des Roboters, wurde aus Kevlar, bekannt von kugelsicheren Westen, Glas und widerstandsfähigen Kunststoffen hergestellt. Er ist 90 cm hoch, 133 cm lang und wiegt ganze 130 Kilogramm. Und jetzt kommt etwas Interessantes: 2019 hat er bewiesen, dass er genug Kraft entwickeln kann, um ein kleines Flugzeug mit einem Gewicht von mehr als drei Tonnen zu schleppen. Er kann Steigungen, Treppen und Geröll mit einer Beweglichkeit bewältigen, die weit über der von Rad- und Kettenfahrzeugen liegt.
Ramię INAIL-IIT to robotyczny manipulator o dużej sile i zręczności. Ma około 1 m długości i udźwig do 4 kg. Pięć przegubów integruje w sobie kompaktowe i lekkie siłowniki, które umożliwiają manipulację w zależności od zadania w pozycji i/lub z kontrolą momentu obrotowego. Ręka robotyczna HERI II o wielu palcach łączy w sobie siłę i zręczność, umożliwiając chwytanie zarówno ciężkich, jak i delikatnych, lekkich przedmiotów.
Durch die Durchführung ähnlicher Aufgaben, wenn auch vorerst nur in simulierten Laborszenarien, haben die drei Jahre Entwicklungsforschung im Rahmen des Projekts Teleoperativo Robot gezeigt, dass die Herausforderung, menschliche Arbeitskräfte zu ersetzen, zwar schwierig, aber keineswegs unüberwindbar ist.
Robotik und Krisenmanagement
Das Projekt ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen dem IIT-Istituto Italiano di Tecnologia und dem INAIL (Italian National Worker’s Compensation Authority). Das Projekt begann 2017 mit dem Hauptziel, die Gesundheit und Sicherheit in anspruchsvollen und gefährlichen Berufen zu verbessern. Der Teleoperativo soll daher ein Roboter sein, der bei risikoreichen Einsätzen in anspruchsvollen Umgebungen eingesetzt wird. Die Forscher arbeiteten mit Berufsfeuerwehrleuten zusammen, um spezifische Bedürfnisse zu definieren, und planen, den Einsatz der Ausrüstung in realistischen Szenarien weiter zu erforschen.
Ein positives Ergebnis sollte uns vor allem dazu ermutigen, die Grenzen der technologischen Innovation weiter zu verschieben, um die Sicherheit der Menschen zu erhöhen. Solche Erfindungen geben uns die Hoffnung, dass Technologie nicht nur für kommerzielle Zwecke eingesetzt werden kann, und erinnern uns daran, dass Werkzeuge an sich nur Werkzeuge sind – die offene Frage ist, wie wir sie einsetzen. Das IIT und das INAIL arbeiten in diesem Bereich weiterhin eng zusammen, um die Möglichkeiten in der Fernsteuerung der Robotikforschung und deren Übergang vom Labor in reale, wirklich gefährliche Arbeitsumgebungen zu erweitern.
Man braucht nicht lange zu suchen. Bei einer Gebäudekatastrophe in Schlesien im Jahr 2006 auf dem internationalen Messegelände in Kattowitz, bei der 65 Menschen ums Leben kamen, musste ein Zugang zu einer Halle unter einem eingestürzten Dach geschaffen werden, auf dem sich eine Schneeschicht von unten in eine Eisschicht verwandelt hatte. An dem Einsatz waren unschätzbare Such- und Rettungsgruppen mit Rettungshunden beteiligt. In ähnlichen Situationen sind die vorherrschende Temperatur – während der ICC-Aktion herrschte Frost von mehreren Grad – und die Sichtverhältnisse wichtige Faktoren. In diesem Fall machten es der aufgewirbelte Staub, der das freie Atmen einschränkte, die Trümmer und der schwierige Zugang für die Retter unmöglich, die Opfer effektiv zu lokalisieren. Oft erweist sich die Hundenase als unschätzbare Hilfe, besser als jede den Rettungsdiensten bekannte und eingesetzte Technik. Wäre es nicht toll, wenn wir Geräte mit hündischer Motorik und Wahrnehmung einsetzen könnten, damit sich die vierbeinigen Helden ein wenig entspannen können?
Polnische Roboter im Krisenmanagement
Da die meisten Aufgaben des Notfallmanagements in Polen von der Feuerwehr wahrgenommen werden, lohnt es sich, einen Blick auf den Einsatz von Löschrobotern zu werfen. Wir alle kennen aus den Medien und der Kulturarbeit Polizei- und Militärroboter zur Neutralisierung von nicht identifizierten Sprengstoffen. Ein weiterer Aspekt ist die Feuerwehr – ein Unterstützungsroboter kann in einer Gefahrenzone, einem heißen und/oder kontaminierten Bereich auftauchen, um z. B. einen geeigneten Wasservorhang zum Schutz der Feuerwehrleute oder der Ausrüstung anzuwenden. Etwas besorgniserregend ist der fehlende Entwicklungstrend bei landgestützten Systemen in Form von mobilen Plattformen im Gegensatz zu unbemannten Luftfahrzeugen – Drohnen, denen sonst viel mehr Aufmerksamkeit geschenkt wird.
Roboter in den uniformierten Diensten sind die Domäne des Industrieinstituts für Automation und Messungen. In einem Interview mit SKANER InfoSecurity24 im Dezember 2018 erklärt Maciej Cader, Ph.D. vom PIAP, dass mobile Plattformen, ob teleoperiert oder autonom, es in erster Linie ermöglichen, Menschen aus gefährdeten und schwer zugänglichen Bereichen zu entfernen. Ein Beispiel für einen solchen Ort sind Kohlebergwerke, in denen es zu Methan- und Kohlenstaubexplosionen kommen kann. Sobald die entsprechenden Technologien angepasst sind, werden sie von der polnischen Armee, der Polizei, dem Grenzschutz und der bereits erwähnten nationalen Feuerwehr eingesetzt. Die Schwierigkeit, ein mobiles Plattformsystem zu betreiben, hängt jedoch davon ab, womit es ausgestattet ist. Die in der Diskussion über Drohnen erwähnten Gewichtsregelungen sind nicht vorhanden, und daher kann in der Regel mehr Ausrüstung darauf montiert werden.
PIAP ist unter anderem der Hersteller der unbemannten Landplattform TRM (Tactical Throwable Robot), die seit 2020 auch in Frankreich und Israel im Einsatz ist. Es handelt sich um eine röhrenförmige Plattform, die mit einer Kamera, einem Mikrofon und Weißlicht- und/oder Infrarotscheinwerfern ausgestattet ist. Der Antrieb erfolgt über zwei elastische Gummiräder, die sich an den Seiten des Roboters befinden. Das Gerät ist strukturell so ausgelegt, dass es Stürze aus großer Höhe übersteht, so dass der TRM aus großer Entfernung/Höhe in ein Objekt (oder in einen Schauplatz des Geschehens im offenen Gelände) abgeworfen werden kann, um es dann ferngesteuert zu untersuchen. Der taktische Wurfroboter kann mit Blend- und Betäubungsladungen ausgestattet werden, so dass er beispielsweise eingesetzt werden kann, um eine Gruppe von Angreifern zu verwirren und in Panik zu versetzen, und sich so bei der Durchführung von weit gefassten Antiterror- und Antiterroraufgaben bewährt.
Ein weiterer PIAP-Roboter ist IBIS, eine schwere, fast 600 kg schwere Plattform mit speziellen Manipulatoren, die auch zum Heben von Gasflaschen geeignet sind. Speziellere, hochgefährliche Aufgaben werden durch robotergestütztes Zubehör für CBRN-Einsätze (chemisch, biologisch, radiologisch, nuklear) unterstützt. Alles hier ist eine Zusammenarbeit – die Technologie und ihre Träger auf der einen Seite und die Verfahren, Ideen und die Kompetenz der in der Hilfeleistung erfahrenen Menschen auf der anderen Seite.
Es gibt technische Überlegungen und die Bereitschaft dazu, es gibt also Vorstellungskraft in der Nation – wir hoffen, dass es auch die Mittel gibt, und wir freuen uns auf weitere Vorschläge für Anti-Risiko-Roboter.
