Robotik ABC

A

Autonomer Roboter

Autonome Roboter sind Roboter, die sich selbstständig bewegen und agieren können. Es gibt aktuell verschiedene Abstufungen der Autonomie. So werden Roboter als teilautonom bezeichnet, bei denen der Mensch dem Roboter eine Teilaufgabe zuweist, z.B. „Fahre zum dem Punkt 10 Meter vor dir“. Der Roboter nutzt dann seine Sensoren, um die Umgebung wahrzunehmen, einen Pfad zu planen und zum Zielpunkt zu fahren. Bei vollautonomen Systemen ist kein Eingreifen des Menschen mehr notwendig. Zum Beispiel bei einer vollautonomen Erkundung eines Gebäudes plant der Roboter all seine Wege eigenständig, fährt diese ab und reagiert auf unvorhergesehen Ereignisse.

B

Bodenroboter

Bodenroboter kennen wir alle – ob im Haus als Staubsaugerroboter oder im Garten als Mähroboter. Im Rettungswesen könnten Bodenroboter Einsatzkräfte die Arbeit erleichtern und sicherer gestalten. Dazu müssen sich Roboter zum Beispiel auf unebenen Böden fortbewegen sowie Treppen steigen können. Weitere wichtige, aber auch komplexe Aspekte sind die Nutzlasten, Kommunikation und Autonomiefunktionen. In unserem Netzwerk wird an neuen Entwicklungen geforscht. Die Verbreitung marktreifer Bodenroboter ist unser Ziel!

C

Capek Karel​

Herr Karel Capek war ein tschechischer Schriftsteller, Übersetzer, Journalist und Fotograf. Er ist international für seine Werke in der Science-Fiction bekannt. Der internationale Begriff Robot stammt von seinem Bruder Josef Capek. Jedoch machte sein Bruder Karel Capek den Begriff bekannt. In seinem Drama von 1920 R.U.R. (Rossums Universial Robots) taucht dieser Begriff erstmals auf. Es handelt von einem Unternehmen namens R.U.R., das künstliche Menschen herstellt. Die Robots werden als günstige und rechtlose Arbeiter verwendet. Der Einsatz von ihnen verändert die Weltwirtschaft und im weiteren Verlauf des Dramas rebellieren die Roboter gegen die Menschheit und vernichtet diese. Karel Capek verstarb im Jahr 1938 in Prag.

D

DRZ e.V.

 

Das „Deutsches Rettungsrobotik-Zentrum e.V.“ (DRZ e.V.) wurde 2018 von den Verbundprojektpartnern gegründet und verfolgt den Zweck die Entwicklung von Robotersystemen zur Unterstützung bei Rettung und Schutz von Menschen und Sachwerten zu fördern. Im Fokus stehen Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Rettungsrobotik, die Berufsbildung auf diesem Gebiet, die Rettung aus Lebensgefahr, Feuer-, Arbeits-, Bevölkerungsschutz sowie Unfallverhütung. Der Verein fördert auch die Vernetzung von den in diesen Bereichen tätigen Einsatzkräften, Anwendern, Firmen und Forschungseinrichtungen und steht diesen für eine Mitgliedschaft offen.

E

Erdbeben und Einsturzgefahr

 

2016 kam es in Italien zu einem schweren Erdbeben. Um den Einsatz planen zu können und die Einsatzkräfte vor Ort zu unterstützen wurde mithilfe von drei Flugroboter und zwei Bodenroboter 140 Gigabyte Bild- und Sensordaten zu 3D-Modellen verarbeitet. Das Frauenhofer IAIS lieferte hilfreiche Innenaufnahmen mit den Robotern der vom Einsturz bedrohten Kirche San Francesco Basilika und der Sant’Agostino. Auch beim Einsturz des Kölner Stadtarchivs 2009 wurden Roboter zur Lageerkundung und Vermisstensuche eingesetzt. Unter der Leitung von Prof. Dr. Hartmut Surmann suchten Experten aus den USA und Japan mit Spezialrobotern in den Trümmern nach den Vermissten. Diese Einsätze zeigen, dass in Zukunft Rettungsroboter effizient eingesetzt werden können, um Einsatzkräfte zu unterstützen.

F

Feuerwehr

 

Allein in Deutschland gibt es circa 23.700 Feuerwehren. Man unterscheidet in Berufs-, Werk- und Freiwillige Feuerwehr zusammen mit der Jugendfeuerwehr. In Deutschland gibt es 1,1 Millionen aktive Feuerwehrleute, 200.00 Mitglieder in den Alters- und Ehrenabteilungen und 250.000 Mitglieder in der Jugendfeuerwehr. Rund 95% der Feuerwehren sind ehrenamtlich organisiert. Zuständig für Feuerwehren sind Städte und Gemeinden. Um den Einsatzkräften bei schwierigen Situationen zu helfen und zu schützen setzen schon heute Feuerwehren auf die Hilfe von Robotik. Drohnen sind dabei eine beliebte Technologie, da diese kostengünstiger und einfach zu bedienen sind. Größere Werkfeuerwehren haben in Deutschland schon einen Bodenroboter im Einsatz. Jedoch sind diese kostspieliger und nicht einfach zu bedienen.

G

Gefahrengut und Gefahrensituation

 

Eine Gefahrensituation hat wahrscheinlich jeder schon erlebt, gelesen oder gehört. Beispiele sind ein Hausbrand, ein Autounfall oder ein medizinischer Notfall. Für Rettungskräfte gehören Gefahrensituationen zu ihrer alltäglichen Arbeit. Hat beispielsweise ein Gefahrguttransporter einen Unfall, müssen Rettungskräfte innerhalb kürzester Zeit die Situation erfassen, um Maßnahmen einzuleiten und Entscheidungen zu treffen. Bei einem Großflächenbrand ist die Lageerkundung eine wichtige Grundlage, um Rettungskräfte vor möglichen Gefahren zu schützen. In diesen beispielhaft skizzierten Gefahrensituationen können Rettungsroboter effizient unterstützen. Sie können zum Beispiel das Gefahrengut des Transporters erkennen oder ein Lagebild bei einem Brand erstellen. Das Deutsche Rettungsrobotik-Zentrum fördert die Entwicklung von Robotersystemen und unterstützt somit bei der Rettung und dem Schutz von Menschenleben und Sachwerten.

H

Humanoide Roboter

 

Humanoide Roboter sind menschenähnliche Roboter. Sie sehen aus wie Menschen und können teilweise auch so interagieren. Diese Art der Roboter sind keine Neuheit. Bereits in Filmen wie Star Wars wurden humanoide Roboter zu „Stars“. Wer kennt nicht C3PO. Mittlerweile gibt es schon käufliche humanoide Roboter, wie z.B. den Roboter Pepper, der Kunden empfängt, informiert und unterhält. Auch in der Pflege unterstützen humanoide Roboter bereits. Sie bringen Essen, bedienen den Fernseher, erkennen ob jemand gestürzt ist und sind so ein wichtiger Helfer im Alltag der älteren Menschen und natürlich des Pflegepersonals. Wir sind gespannt was die Zukunft robotertechnisch bereit hält. Vielleicht müssen wir bald nicht mehr putzen oder kochen!

I

INTERSCHUTZ 2020

 

Die INTERSCHUTZ ist die Weltleitmesse für Feuerwehr, Rettungswesen, Bevölkerungsschutz und Sicherheit, die nur alle 5 Jahre stattfindet. Dieses Jahr ist es wieder so weit. Vom 15.06. – 20.06.2020 trifft sich alles was Rang und Namen hat in der Branche. Rund 157.000 Besucher und über 1.500 Aussteller aus 50 Nationen werden erwartet. Auf der INTERSCHUTZ werden Produkte und Dienstleistungen wie Ausrüstung für Technische Hilfeleistungen und Katastrophenschutz, Ausstattung von Feuerwachen, Brandschutz, Löschtechnik, Fahrzeuge und Fahrzeugausstattung, Informations- und Organisationstechnik, medizinische Geräte, Sanitätsmaterialien oder Leitstellentechnik und persönliche Schutzausrüstung gezeigt. Auch das Deutschen Rettungsrobotik-Zentrum ist dieses Jahr auf der INTERSCHUTZ mit von der Partie. Unsere Roboter werden im Einsatz gezeigt und es gibt vieles Wissenswertes rund um den Aufbau des Kompetenzzentrums. Besuch uns in Halle 17, Stand E05.

J

Japan Robot Association

 

Die Japan Robot Association (JARA) ist ein bedeutender Verband für Industriebetriebe aus dem Robotikbereich mit Sitz in Tokio (Japan). Der Verband wurde 1971 gegründet. Die Aktivitäten der JARA sind vielfältiger Natur. Einerseits werden Grundsätze und Visionen für die Roboterindustrie erarbeitet und festgelegt, sowie Standardisierungsmaßnahmen im Robotikbereich gesetzt. Andererseits zählen aber auch die Förderung der roboterproduzierenden Industrie und die Marktforschung zu ihrem Aufgabenbereich.

K

Künstliche Intelligenz

 

Künstliche Intelligenz (kurz KI) ist ein ein Teilbereich der Informatik. Sie befasst sich mit der Automatisierung von Aufgaben oder Entscheidungen. Heute wird KI oft durch maschinelles Lernen umgesetzt, generell umfasst der Begriff KI auch andere Methoden, um Algorithmen zu entwickeln. Dabei wird versucht bestimmte Strukturen von Entscheidungen des Menschen künstlich nachzubilden. Es wird in starke KI und schwache KI unterschieden. Starke KI unterstützt den Menschen bei schwierigen Aufgaben. Bei schwacher KI geht es darum an konkreten Anwendungsproblemen und Aufgaben zu arbeiten. In der Rettungsrobotik wird KI vielfältig eingesetzt, z.B. bei Roboternavigation und Pfadplanung, Bildverarbeitung, Manipulationskontrolle, Unterstützung in der Teamarbeit durch Sprachverarbeitung und Prozessassistenz.

L

Living Lab

 

Das Living Lab ist ein wichtiger Bestandteil unseres Kompetenzzentrums in Dortmund. Es bietet Anwendern, Forschung und der Industrie die Möglichkeit in verschiedenen Testszenarien die entwickelte Technik zu testen. So können z.B. die Rettungsroboter unter realen Einsatzbedingungen erprobt und kontinuierlich weiterentwickelt werden. In der Planung ist ein Indoor und Outdoor Bereich. Zudem bieten unsere Partner ein Heißgebäude (Brandhaus) sowie eine Klimakammer für Versuchszwecke an. Darüber hinaus bietet das DRZ eine umfassende Beratung zur Ausgestaltung der Versuchs- und Testszenarien sowie den Aufbau und die Ausgestaltung der einzelnen Szenarien. Mehr Infor finden Sie unter www.rettungsrobotik.de

M

Mobile Roboter

 

Als Mobile Roboter bezeichnet man Roboter, die sich in ihrer Umgebung autark bewegen und agieren können. Mobile Roboter können sich mit Hilfe von Rädern, Ketten oder Beinen fortbewegen. Roboter mit Rädern sind auf ebenen Untergründen, wie zum Beispiel einer Straße gut geeignet. Roboter mit Ketten sind für unebene Untergründe wie Steine, Sand oder auch lose Erde geeignet. Zudem sind sie in der Lage Treppen zu überwinden. Roboter mit Beinen können große Hindernisse überwinden. Dabei muss jedoch jedes Bein mit einem Motor ausgestattet werden und die komplexe Abstimmung aller Teilbereiche ist wesentlich forschingsintensiver.

N

Nuklearkatastrophe

 

Am 11. März 2011 kam es nach dem Tohoku-Erdbeben zu der Nuklearkatastrophe von Fukushima. In den Reaktorblöcken 1 bis 3 kam es durch des Ausfall der Kühlsysteme zu einer Kernschmelze. Circa 100.000 bis 150.000 Menschen mussten das Gebiet vorübergehend oder für immer verlassen. Acht Jahre später – am 13. Februar 2019 hat ein ferngesteuerter Roboter im Reaktor 2 das erste Mal Ablagerungen der Kernschmelze auf dem Boden berührt. Der Roboter verfügt über eine Kamera, LED-Lampen, Thermometer, ein Dsiometer und einen schwenkbaren Kopf an dem sich zwei Greifarme befinden. Anhand der Bilder kann der Abbau des Reaktors geplant werden.

O

Odometrie

 

Der Begriff Odometrie kommt aus dem Griechischen und bedeutet „Wegmessung“. Es ist die Wissenschaft der Positionsbestimmung eines mobilen Systems anhand seines Antriebssystems. Dies kann bei Räder angetriebenen Systemen (z.B. Auto) die Radumdrehung sein, während es bei laufenden Systemen (z.B. Roboter) die Anzahl der Schritte sind. Durch diese Antriebssysteme wird die zurückgelegte Strecke bzw. die aktuelle Position geschätzt. Diese Schätzung kann fehlerhaft sein, da beispielsweise das Durchdrehen von Rädern nicht berücksichtigt wird. Aus diesem Grund wird die Odometrie mit anderen Verfahren gekoppelt, um eine möglichst genaue Schätzung der Position des mobilen Systems zu liefern.

P

Pathfinding

 

P wie Praktisch – oder auch P wie Pathfinding. Denn das Pathfinding, zu deutsch Wegfindung, ist die Suche nach dem optimalen Weg von einem Startpunkt zu einem oder mehreren Zielpunkten und somit ziemlich praktisch. Roborter sind in der Lage, ihre Umgebung mit Hilfe von ausgesendeten Schall- und Laserimpulsen zu analysieren. Auf diese Weise können sie nicht nur die Entfernungen, sondern auch Hindernisse, die es zu umfahren gilt, identifizieren. Der Einsatz von Algorithmen ermöglicht es den Robortern dann, die kürzeste und optimale Strecke zu ermitteln.

Q

Q&A

 

Questions please!!!! Ihr habt Fragen zum Thema Rettungsrobotik??? Jetzt habt ihr die Gelegenheit!!! Stellt uns Eure Fragen!!!!

R

Rescue Robot Liga

 

ROBOTER ALS RETTER – und diese Retter findet man auf der Rescue Robot League. Die nächste Veranstaltung, die vom 24.04. – 26.04.2020 in Magdeburg stattfinden sollte, wird leider durch den Corona-Virus ebenfalls verschoben. Auf der Rescue Robot League dreht sich alles um Roboter und ihre Funktion, Menschenleben zu retten. Hierzu kommen internationale Forscherteams aus allen Teilen der Erde zusammen, um in nachgestellten Katastrophenszenarien in Wettkämpfen gegeneinander anzutreten und ihre Roboter bei dieser Aufgabe, die Opfer bestmöglich aus ihrer Notfallsituation zu retten, unter Beweis zu stellen. Spannend: Mit verschiedenen Mitteln versucht man, die Situation so realistisch wie möglich erscheinen zu lassen. Die Puppen, die die Opfer darstellen sollen, können sprechen, sich bewegen, durch den Einsatz von Kohlendioxid sogar atmen und werden zuvor auf Heizdecken gelegt, um die Körperwärme zu simulieren. Ein Besuch ist in jedem Fall lohnenswert! Mehr Infos zur Rescue Robot League findet Ihr auf der entsprechenden Website.

S

Sensoren

 

Auch Roborter sind sensibel – und sensibel sind sie durch Sensoren – denn Sensoren können die Zustände des Roboters erfassen, wie z.B. die Lage, die Geschwindigkeit, Kräfte sowie die Zustände der Handhabungsobjekte und der Umgebung. Außerdem können Sensoren physikalische Größen messen, Werkstücke und Wechselwirkungen identifizieren und bestimmen sowie die Situation und Szenen der Umwelt analysieren. Man unterschiedet drei Arten von Sensoren: Interene, externe und Oberflächensensoren. Interne Sensoren messen die Zustandsgröße des Roboters, wie z.B. die Position und Orinetierung, den Batterienstand oder die Temperatur. Intere Sensoren sind z.B. Positionssensoren oder Kompasse. Externe Sensoren erfassen Eigenschaften der Umwelt wie Licht, Wärme, Schall, Entfernung oder Konturen von Objekten. Externe Sensoren sind z.B. Lichtsensoren, Wärmesensoren, Abstandsmesser oder Kameras. Oberflächensensoren sind Tastsensoren, die, wie der Name schon sagt, Objekte ertasten und greifen können.

T

Teleoperation

 

Telefon, Television oder Telepathie. Der Begriff „Tele“ impliziert eigentlich immer etwas wie fern, weit oder aus der Ferne. Teleoperation meint dementsprechend nicht das Sehen oder „Fonieren“ aus der Ferne, sondern das Operieren und heißt so viel wie „Arbeit auf Distanz“. Bei einem Teleoperator handelt es sich um ein technisches Gerät, das von einem menschlichen Leitstand „fern“ gesteuert wird. Die Teleoperation ist demnach nichts anderes als das Fernsteuern eines Roboters. Der Benutzer kann den Roboter somit aktiv steuern, seine Handlungen bestimmen und in diese eingreifen. Ist das Gerät zu autonomer Arbeit fähig, wird es Teleroboter genannt. Arbeitet es komplett, vollständig und immer autonom, so handelt es sich um einen Roboter. Anwedungsbereiche für Teleoperatoren finden sich beispielsweise in der Medizin bei Operationen an nicht leicht erreichbaren Bereichen des Körpers, im Militär, wenn es darum geht, Drohnen zu Aufklärungs- oder Überwachungszwecken zu nutzen oder auch in Autowerken.

U

Unterwasser-Rettung

 

Eigentlich eher AUV- Autonomes Unterwasserfahrzeug, das V steht hier für Vehicle. Jährlich ertrinken in Europa etwa 37.000 Menschen.Einfach nur schrecklich!!!…und das kommt nicht von ungefähr: Alleine in Deutschland fehlt es an 2.500 Bademeistern. Hier bedarf es definitiv Handlungsbedarf. Aus diesem Grund entwickelte das DRK den Robo-Rochen: ein etwa 50 kg schwerer Kasten, der mit Elektromotoren, Propellern & Sonar ausgesattet ist und in Hallenbädern in seiner Unterwassergarage auf seinen Einsatz wartet. Das Startsignal erhält der fischähnliche Roboter durch Kameras, die an der Hallendecke angebracht sind und das Becken scannen. Sobald es zu Auffälligkeiten wie regungslosen Personen kommt, ehält der Roboter ein Signal und fährt zur Rettung aus seiner Ladestation heraus. Mit 7 km/h macht er sich auf den Weg zur Notfall-Person, fixiert sie mit Greifarmen an der Hüfte und schleppt sie dann zur weiteren medizinischen Versorgung an den Beckenrand. Der ganze Prozess darf nicht mehr als 4 Minuten in Anspruch nehmen, da es durch den fehlenden Sauerstoff sonst zu einem lebensgefärhlichen Zustand kommt. Aufgrund des fehlenden GPS-Signals unter Wasser erfolgt die Steuerung des Tempos, der Position und Abstände über Sensoren.

V

VDI 6222 – Bionik

 

Nach den Richtlinien des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) können sechs Anwendungsgebiete der Bionik zusammengetragen werden. Während die übergeordnete Richtlinie, VDI 6220, die Grundlagen der Bionik beschreibt, bezieht sich die VDI 6222 auf das Anwendungsfeld der Robotik. Vorab müssen wir aber wohl einmal klären, was diese Bionik überhaupt ist: Bionik ist ein Kunstwort, das sich aus den Worten Biologie und Technik zusammensetzt. Dahinter verbirgt sich die Idee, bekannte Sachverhalte aus der Biologie zu abstrahieren, um sie zur Beantwortung technischer Fragestellungen heranzuziehen; quasi ein Wissenstransfer von Natur auf Technik. Bei der VDI 6222 handelt es sich um eine Richtlinie, deren Ziel es ist, Naturwissenschaftlern und Ingenieuren bei der Entwicklung von Robotern eine Anleitung für eine bionische Herangehensweise als einen zusätzlichen Lösungsansatz an die Hand zu geben. Diese Richtlinie umfasst sowohl die Stärken als auch einige Einschränkungen der bionischen Robotik. Insgesamt kann die Bionik aber helfen, eine Vielzahl von Komponenten eines Roboters zu optimieren. Dabei wurde die Hypothese aufgestellt, dass allein die Verbesserung der Funktionsweisen der schwächsten Glieder der Kette aus Sensorik, Software, Elektronik und Aktorik das Gesamtsystem an Qualität dazugewinnt.

W

Waldbrand

 

Waldbrände sind zurzeit in aller Munde… wie wir in den letzten Jahren feststellen durften, werden die Sommer immer trockener und teilweise gibt es nahezu #Hitzeperioden. Das #Waldbrandrisiko steigt somit an. Allein in Europa gehen jährlich etwa 400 Mio. Hektar Wald in Flammen auf. Immer wieder werden wir in den Medien mit den Folgen der Trockenheit und extremen Waldbränden konfrontiert. Um derartige Katastrophen und kaum zu bändigende Flammen, die sich in kürzester Zeit verbreiten und alles in Asche und Staub verwandeln zu verhindern, hat die #UniversitätMagdeburg einen #robokäfer entwickelt, der die Wurzel allen Übels direkt im Keim ersticken soll, indem er große Waldregionen mit Hilfe von Infrarot- und Biosensoren überwacht, #Brandherde entdeckt, sofort meldet und anschließend bekämpft. Als Vorbild für den #Löschkäfer diente tatsächlich ein Insekt. Ähnlich wie der Tausendfüßler kann sich OLE bei Gefahr zusammenrollen und seine sechs Beine einziehen. Sein hitzebeständiger Panzer aus einem Keramik-Faserverbundstoff hält Temperaturen bis 1.300 Grad Celsius aus und schützt die empfindliche Technik im Inneren. Zwei mechanische Fühler helfen ihm, sich auf unebenem, schwierigem Gelände fortzubewegen und schnell die Gefahrenstelle zu erreichen. Je nach Bodenbeschaffenheit kann OLE zwischen 10 und 20 Kilometer pro Stunde schnell krabbeln. Das Feuer bekämpft OLE mit einer #Impulslöschkanone. OLE kann ein Feuer auf einen Kilometer Distanz orten und somit hoffentlich in #Zukunft zur Vermeidung derartiger #Katastrophen zum Einsatz kommen.

X

X und Y Koordinaten

 

X und Y Koordinaten sind die Grundlage für die Roboter: Für den Programmierer stehen verschiedene Koordinatensysteme bezogen auf den Roboter zur Verfügung, welche er nutzen kann, um die Lage und Orientierung des TCP zu kennen und Bewegungen des Roboters vereinfacht zu programmieren.

 

Y

Y Serie

 

Die Roboter der Y Serie der Marke Kawasaki zählen zu den Pick & Place-Robotern, den so genannten Industrierobotern. Die Y Serie gehört dem Paralleltyp an. Hierbei sind die Bewegungsachsen parallel angeordnet, was bedeutet, dass die Greiferplattform von drei bis sechs parallel angeordnete Linearachsen oder Gelenkarmen geführt wird, die in einer festen Basis gelagert sind. Auf diese Weise ist die zu bewegenden Massen geringer, die Beschleunigung deutlich höher und aus diesem Zeit auch die Ausführungszeit reduziert. Außerdem gilt die Y Serie aufgrund er hohen Qualität und Zuverlässigkeit als Branchenführer.

Z

Zivilschutz

 

Ja von A bis Z. Alles hat nun mal ein Ende und nun sind wir schon am Ende unseres Alphabets angelangt…Wir hoffen, dass euch das Alphabet einen Einblick in die ziemlich zentrale und viel Z wie Zufriedenheit und eine Z wie Zusammenfassung über die Welt der Roboter gegeben hat. Aber bevor wir unser Alphabet beenden, wollen wir noch einmal festhalten: Roboter können unseren Alltag nicht nur als Staubsauger oder Rasenmäher erleichtern, sondern auch dabei helfen, Leben zu schützen. Z wie Zivilschutz soll das noch einmal darstellen, denn Roboter kommen auch im Zivilschutz zum Einsatz und werden bei Situationen herangezogen, in denen es für menschliche Einsatzkräfte vielfach eine viel zu große Gefahr darstellt. So werden sie beispielsweise beim Identifizieren und Entschärfen von Sprengkörpern oder dem Aufspüren von Verschütteten in sehr engen Räumen zur Unterstützung gebeten.