»Wir vergrößern die (teil-)autonome Handlungsfähigkeit von Robotersystemen durch Interoperabilität und kognitive Assistenz-­funktionen.«

CMS | Kognitive Mobile Systeme

Die Abteilung »Kognitive Mobile Systeme« (CMS) untersucht wissenschaftliche Fragestellungen im Kontext der Führung von mobilen Ein- und Mehrrobotersystemen. Mobile Robotersysteme sind Werkzeuge, die es ermöglichen, gefährliche Arbeiten aus der Distanz zu verrichten. Sie ermöglichen dadurch den Schutz des eingesetzten Personals.

Die zuverlässige Durchführung komplexerer Aufgaben ist mit der heute üblichen direkten Fernsteuerung (Teleoperation) der Robotersysteme sehr schwierig. Die Abteilung vergrößert durch die Entwicklung von Verfahren zur räumlichen Umgebungswahrnehmung sowie intelligenter Steuerungs- und Planungsverfahren die autonomen Handlungsfähigkeiten der Robotersysteme mit dem Ziel einer rein überwachenden Führung von Mehrrobotersystemen. Wo erforderlich, wird zusätzlich mit Hilfe von intelligenten Assistenzfunktionen eine möglichst intuitive und effektive direkte Steuerung von Einzelrobotersystemen erzielt.

Auf Basis dieser Neuentwicklungen entwirft und implementiert die Abteilung innovative prototypische Anwendungen für Ein- und Mehrrobotersysteme, um den aktuellen Stand der Leistungsfähigkeit der Systeme gemeinsam mit potentiellen Anwendern zu evaluieren.

Unterstützung unbemannter Systeme 

Die Forschungsgruppe »Autonome Mobilität & Experimentalsysteme« entwirft und entwickelt prototypische Anwendungen bodengebundener unbemannter Systeme für den Einsatz bei sicherheitskritischen Aufgaben. Im Fokus der Forschungsarbeiten stehen dabei Fragen der Interoperabilität sowie der Modularität von Soft- und Hardware. Einen weiteren Themenkomplex bilden Algorithmen zur autonomen Navigation für verschiedene Antriebs- und Sensorkonfigurationen.

 

Intelligente Assistenz und intuitive Bedienung 

In der Forschungsgruppe »Umgebungserfassung, mobile Manipulation & Mensch-Mehrroboter-Interaktion« liegt der Fokus auf intelligenten Assistenzfunktionen und intuitiven Bedienkonzepten für die effektive Nutzung unbemannter Systeme. Der Operateur wird so bei der Steuerung durch sensorbasierte 3D-Umgebungsmodelle und Module zur teilautomatisierten Manipulation unterstützt. Auch für den Einsatz mehrerer Roboter werden innovative Verfahren zur Koordinierung, Exploration und Navigation erforscht.

Infrastruktur

  • Robotiklabor
  • verschiedene Robotersysteme

 

Gremien

  • euRobotics AISBL - International non-profit association for all stakeholders in European robotics
  • HFM-RTG 247 - Human-Autonomy Teaming: Supporting Dynamically Adjustable Collaboration
  • ERNCIP TG RN - European Reference Network for Critical Infrastructure Protection – Thematic Group »Radiological and Nuclear Threats to Critical Infrastructure«
  • NATO Science & Technology Organization
  • NATO IST-127/RSM-3 - Specialists Meeting on »Intelligence & Autonomy (Robotics)«
  • NATO IST-149/RTG-071 - Capability Concept Demonstrator for Interoperability within Unmanned Ground Systems and C2
  • IEC 45/PT 63048 - General requirements for remote and unmanned automatic devices for nuclear and radiological applications

 

Kooperationen

  • Universität Bonn - Robotik
 

Roboter üben für den nuklearen Ernstfall

Unfall im Atomkraftwerk. Explosion nahe dem Reaktor. Wie sieht es in dem Gebäude jetzt aus? Droht Einsturzgefahr? Ist Strahlung ausgetreten? Menschen scheiden zur Aufklärung der Lage aus. Sie zu schicken, wäre viel zu gefährlich. Jetzt hängt alles an ihnen: Robotern! Doch sind diese so weit, verlässlich unterstützen zu können? Der »European Robotics Hackathon (EnRicH)« bietet die Gelegenheit, das zu testen.

 

Überlegenheit durch taktisches Teaming

Einem abgesessenen Infanteriezug im Marsch wird zur Aufklärungs- und Transportunterstützung eine Gruppe Unbemannter Systeme an die Seite gestellt. Im Rahmen des Projekts »Prozesskette Automatisierte Aufklärungsunterstützung« (PAA) entwickelt das Fraunhofer FKIE eine Unterstützungsarchitektur, die durch zusätzliche Aufklärungsergebnisse den Schutz der Soldaten maßgeblich erhöht. 

 

Experimentelle CBRNE-Roboter

Bei Aufgaben, die für Menschen ein zu hohes Risiko bedeuten, unterstützen Roboter. So beispielsweise im Bereich der CBRNE-Aufklärung. Eine Gefahr für Leib und Leben für die Streit- und Einsatzkräfte kann hierbei trotz richtiger Ausrüstung und intensiver Schulung nie vollkommen ausgeschlossen werden. Roboter, die mit CBRNE-Sensorik und autonomen Assistenzfunktionen ausgestattet sind, können hier für den Menschen übernehmen.

European Land Robot Trial (ELROB)

Seit 2006 identifiziert der European Land-Robot Trial (ELROB) den aktuellen Leistungsstand der europäischen Robotik. Ziel der unter der Leitung des Fraunhofer FKIE durchgeführten Veranstaltung ist es, Wissenschaft, Industrie und Anwender von Verteidigungs- und Sicherheitsrobotern zusammenzubringen und so deren Weiterentwicklung zu fördern. Den Systemen werden Aufgaben gestellt, die realistische Einsatzszenarien im militärischen und zivilen Bereich nachbilden.

 

Deutsches Zentrum für Rettungsrobotik

1,3 Millionen Feuerwehrleute leisten in Deutschland jährlich rund 3,9 Millionen Einsätze und sind hierbei immer wieder großen Gefahren für Leib und Leben ausgesetzt. Künftig sollen sie daher von Robotern unterstützt werden. Um dieses Ziel voranzutreiben, haben 13 Partner, darunter das Fraunhofer FKIE, Ende 2018 den Aufbau des »Deutschen Rettungsrobotik-Zentrums« gestartet.

#ECMR2021 – European Conference on Mobile Robots

Die Abteilung »Kognitive Mobile Systeme« (CMS) des Fraunhofer FKIE engagiert sich stark für die Weiterentwicklung der Robotik. So realisieren die Wissenschaftler mit »European Robotics Hackathon« (EnRicH) und »European Land Robot Trial« (ELROB) regelmäßig Wettbewerbe, um Systeme in einsatzähnlichen Szenarien zu testen und Daten für die weitere Forschung zu erhalten.

Videofahrt durch die 3D-Punktwolke, aufgenommen im Atomkraftwerk Zwentendorf bei der EnRicH 2019.

Ausführlichere Informationen zur Veranstaltung, zu Hintergründen und Motivation bietet das zweiteilige Interview »Roboter für den Störfall« mit FKIE-Wissenschaftler und Robotikexperte Boris Illing.

Interview Teil 1Interview Teil 2

 

Weitere Videos im YouTube-Kanal »European Robotics«

Datenschutz und Datenverarbeitung

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#ECMR2021 – Dataset for Aerial Visual Localization (AerVisLoc)

Das autonome Fahren hat in der jüngeren Vergangenheit große Fortschritte gemacht. Ein wichtiger Baustein dabei ist die visuelle Lokalisierung, die die autonome Navigation sicher und zuverlässig macht. Wie sieht es aber in der autonomen Luftfahrt aus?

Forscher des Fraunhofer FKIE haben einen umfassenden Outdoor-Datensatz für die luftbasierte visuelle Lokalisierung gesammelt und stellen diesen der wissenschaftlichen Community nach einer kostenlosen Registrierung frei zur Verfügung. Dies ermöglicht es Forschern, Techniken der visuellen Lokalisierung in einem anspruchsvollen Luftszenario zu untersuchen und neue Methoden zu entwickeln, die auf das Luftszenario zugeschnitten sind.

Informationen zum Datensatz sowie die Download-Links finden Sie auf der dazugehörigen Webseite: aervisloc.github.io.

© Fraunhofer FKIE
 

European Robotics Hackathon (EnRicH)

Organisiert von CMS

 

European Land Robot Trial (ELROB)

Organisiert von CMS

 

Bilderarchiv ELROB- und EnRicH-Wettbewerbe