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TU Ilmenau entwickelt autonomen Inspektionsroboter für Trinkwasserleitungen

01.03.2013
Die Technische Universität Ilmenau hat soeben ein Verbundprojekt gestartet, in dem sie zusammen mit Thüringer Partnern einen Roboter entwickeln wird, der Trinkwasserleitungen befährt und den Zustand der Rohre inspiziert. Damit er auch für die Inspektion langer Rohrleitungen geeignet ist, muss der Roboter seine Mission autonom, also ohne menschlichen Bediener und ohne externe Stromversorgung durchführen.

Ein Inspektionsroboter, der eine unter Druck stehende Wasserleitung selbstständig befährt, ist für die Wissenschaftler und Ingenieure eine große Herausforderung. Sie müssen einen robusten, das heißt fehlerunanfälligen Antrieb und hochempfindliche Sensortechnologie entwickeln.

Dabei arbeitet das Fachgebiet Neuroinformatik und Kognitive Robotik der TU Ilmenau an der eigentlichen Intelligenz des Inspektionsroboters. Ein Forscherteam um Prof. Horst Michael Groß entwickelt die Verfahren, mit denen der Roboter selbstständig die Mission plant, die eigene Position innerhalb der Trinkwasserleitung lokalisiert, Hindernisse erkennt und vermeidet und autonom den effektivsten Weg zum Ziel und zurück zum Ausgangspunkt auswählt. An dem Verbundprojekt sind neben der TU Ilmenau die Firma OPTIMESS Engineering aus Gera und die Thüringer Fernwasserversorgung mit Sitz in Erfurt beteiligt.

Das Projekt ist eines von nur acht Verbundprojekten, die das Bundesforschungsministerium aus 45 eingereichten Vorschlägen für die Fördermaßnahme „Servicerobotik“ ausgewählt hat. Bei einer Laufzeit bis 2015 hat es ein Gesamtvolumen von einer Million Euro, von denen das Forschungsministerium 642.000 Euro bereitstellt. Der Restbetrag wird von den beteiligten Unternehmen als Eigenanteil aufgebracht, was das große Interesse der Wirtschaft an dem Projekt deutlich macht. Mit der Förderung solcher Systementwicklungen will der Bund Servicerobotik wirtschaftlicher und alltagstauglicher machen und die deutsche Robotikindustrie stärken.

In Deutschland dient das Fernwasserversorgungssystem dem Transport großer Trinkwassermengen aus Gebieten mit Wasserüberschuss in Gebiete mit Wasserdefiziten. Die meisten Trinkwasserleitungen sind inzwischen bis zu 60 Jahre alt. Da die gesamte Lebensdauer solcher Rohrleitungen mit 70 bis 80 Jahren geschätzt wird, bleibt bis zu ihrer Sanierung nicht viel Zeit. Eine Erneuerung des gesamten Rohrleitungsnetzes innerhalb weniger Jahre ist bei Kosten von einer Million Euro pro Kilometer Leitung nicht finanzierbar. Daher beabsichtigen die zuständigen Behörden, einzelne Rohrleitungsabschnitte nacheinander zu erneuern, das heißt, in der Reihenfolge, die von vorhandenen Verunreinigungen und Schäden vorgegeben wird.

Allerdings werden die Planungen dadurch erschwert, dass sie derzeit fast ausschließlich auf Informationen basieren, die von außerhalb der Rohrleitungen gewonnen werden. Hinzu kommt, dass herkömmliche Inspektionen sehr aufwändig sind. Ganze Leitungsabschnitte müssen zeitgleich außer Betrieb genommen, vollständig entleert und nach der Inspektion, bevor sie endgültig wieder mit Trinkwasser gefüllt werden, mindestens drei Mal gespült werden. Da dies zu einer mindestens 24-stündigen Unterbrechung der Trinkwasserversorgung ganzer Städte führt, werden im deutschen Fernleitungsnetz heute kaum solche Inspektionen durchgeführt. Autonome Inspektionsroboter für Trinkwasserleitungen, wie sie das Konsortium um die TU Ilmenau nun entwickelt, bedeuten für die Verbraucher eine sichere und langfristig wirtschaftliche Fernwasserversorgung.

Kontakt:
Prof. Horst Michael Groß
Leiter Fachgebiet Neuroinformatik und Kognitive Robotik
Tel.: 03677 / 69-2858
Email: horst-michael.gross@tu-ilmenau.de

Bettina Wegner | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-ilmenau.de

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