Secur-O-bot mit Sensor­sonden

Der Bereich der Servicerobotik – mobile, autonome oder semiautonome Systeme, die der Mensch als Assistenzsysteme einsetzt – wird als einer der wachstumsstärksten Märkte der Gegenwart angesehen.

Dabei bildet besonders der Bereich der Sicherheit und Überwachung eine zentrale Untergruppe der Servicerobotik. Zahlen der International Federation of Robotics (IFR) prognostizieren alleine für den Sektor Bewachung zwischen 2007 und 2010 einen Anstieg von 160 auf 5500 eingesetzte Roboter.

Secur-O-bot
Das Fraunhofer IPA und die Firma Neobotix, ein Spin-off-Unternehmen aus dem vom BMBF geförderten Leitprojekt MORPHA, haben gemeinsam einen innovativen autonomen Bewachungsroboter entwickelt, der über robuste Mechanik, leistungsfähige Navigation und flexibel konfigurierbare Sensorik verfügt, außergewöhnlich praxistauglich und extrem preisgünstig ist. Dieser Be­wachungsroboter der zweiten Generation setzt neue Maßstäbe hinsichtlich der Bedien- und autonomen Fahrfunktionen.

Umgebungskarten werden schnell und komfortabel interaktiv eingelernt, Fahrtrouten können problemlos auch von ungelerntem Personal erstellt werden; danach findet sich der Roboter auch in unstrukturierten Umgebungen bestens zurecht. Die Sensoren sind flexibel je nach Anwendungsfall konfigurierbar: Die Ausstattungs­varianten reichen von Standardsystemen wie Kamera, Radar und Ultraschall bis zu akustischer Ortung und thermographischer Überwachung. Der 30 kg schwere Roboter mit einer Grundfläche von 400 x 400 mm ist in der Basisversion mit Ultraschallsensoren und einem schwenkbaren Sensorkopf ausgerüstet, auf dem eine Kamera mit integriertem Webserver und Bewegungsmelder sitzt. Er kann ca. acht Stunden fahren und sucht dann selbstständig die Ladestation auf. Die Luftbereifung ermöglicht auch Wege über unebenes Terrain, eine Outdoor-Variante befindet sich bereits in Entwicklung. Die Anwendungsgebiete reichen von Gebäudesicherung über Telepräsenzanwen­dungen bis hin zu Überwachungs­aufgaben.

Sensorsonden
Bisher erhältliche Überwachungsroboter überwachen jeweils nur den von der aktuellen Roboterposition aus „sichtbaren“ Bereich der Umgebung. Um jedoch auch ohne fest installierte Sensoren eine flächige Überwachung von Anlagen und Gebäuden zu erreichen, stellt das Fraunhofer IPA ein innovatives Konzept, den Einsatz von Sensorsonden, vor. Durch das automatische Ausbringen und Wiederaufnehmen kleiner, autarker Sensorsonden seitens der mobilen Ro­bo­ter­einheit, kann die Überwachungsfähigkeit eines einzelnen Secur-O-bot durch jede zusätzliche ausgebrachte Sensorsonde um ein Vielfaches vergrößert wer­den, ohne die hohen Kosten einer flächendeckenden Festinstallation zu verursachen.

Die Sonden werden in einem Magazin, in dem sechs Stück einen Platz finden, am Roboter direkt mitgeführt und aus diesem heraus abgesetzt und wieder aufgenommen. Je nach Anforderung und aktueller Gefahrensitua­tion lässt sich die Ausbringung und Position der Sensorsonden dynamisch verändern, wodurch schnell und angemessen auf die jeweiligen Einsatzerfordernisse reagiert werden kann.

Funktionen
Die Sensorsonden sind etwa 20 cm hoch und lassen sich mit den unterschiedlichsten Sensoren bestücken, um sie so lokal vor Ort für Überwachungs- und Messaufgaben einzusetzen. So können die Sensorsonden z. B. erkennen: Feuer, Rauch, Gas, Wärme, Bewegung oder auch menschliche Eindringlinge. Aber auch für Mess- und Dokumentationsaufgaben lassen sich die Sensorsonden einsetzen wie z. B. zum Messen von Raumtemperatur und -feuchte oder auch zur Erkennung von Schadstoffen in der Luft.

Die Sensorsonden besitzen eine eigene Energieversorgung (wiederaufladbare Akkus) und können so an jeder beliebigen Stelle abgesetzt werden, um dort bis zu 4 Stunden Daten aufzunehmen und entsprechende Meldungen über WLAN an den Bewachungsroboter oder die Leitzentrale weiterzuleiten. Über ein Kommunikationsnetzwerk, das auf Basis von WDS (Wireless Distribution System) über mehrere Sensorsonden hinweg aufgebaut wird, die dann jeweils als Relais-Stationen fungieren, kann Secur-O-bot seine eigene gerichtete Funkstrecke aufbauen – speziell benötigt bei der Exploration unbekannter oder nicht zuvor für den Funkverkehr eingerichteter Einsatzumgebungen.

Individuelle Lösungen
Mit seiner über 10-jährigen Erfahrung hat sich das Fraunhofer IPA als einer der führenden Experten für Serviceroboter weltweit etabliert. Dabei steht die Entwicklung kundenspezifischer, individueller Lösungen im Vordergrund.

Der Bewachungsroboter Secur-O-bot demonstriert seine Fähigkeit zur zuverlässigen Navigation in von Menschen frequentierten, dynamischen und un­strukturierten Umgebungen und seine Möglichkeiten zur autonomen Überwachung – auch mithilfe der neuen Sensorsonden, die eine patentrechtlich geschützte Entwicklung des Fraunhofer IPA, Stuttgart, sind.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dipl.-Ing. (FH) Gernot Gebhard
Telefon: +49(0)711/970-1327, E-Mail: gernot.gebhard@ipa.fraunhofer.de