Ziel ist es, für vielfältige Aufgabenbereiche neue Antriebslösungen für autonome Roboter zu erschließen und so innovative produktionsnahe Anwendungen zu ermöglichen. Zentral ist dabei die Entwicklung eines softwarebasierten Modellierungswerkzeugs.  

Autonome mobile Roboter als Helfer

Robotische Systeme können vor allem im Industrie- und Dienstleistungssektor Arbeitskräfte von monotonen und sich wiederholenden Tätigkeiten entlasten, ihnen somit die notwendige Zeit für anspruchsvollere und abwechslungsreichere Aufgaben verschaffen und insgesamt die Effektivität und Produktivität steigern.

Kommerziell verfügbare autonome Roboter am Markt sind in der Lage, mit einfachen Antrieben vorwärts, rückwärts und um Kurven zu fahren und sich auf der Stelle zu drehen können. So tragen sie bereits in Produktions- und Lagerbereichen zu einem effizienten Materialfluss und zu einer reibungslosen Warenbewirtschaftung bei. Sie können nicht nur Transporte übernehmen, z.B. von Kleinladungsträgern für dynamisch anpassbare Produktionslinien, sondern auch Daten erfassen, z.B. zur Qualitätssicherung oder für autonome Inventuren.

Vielseitigkeit der Helfereinsätze limitiert

Für etliche Anwendungen erreichen Systeme mit den einfachen Antrieben schnell ihre Grenzen, wie bei hohen Lasten oder bestimmten Bewegungen. Seitwärtsfahrten oder ein Herausmanövrieren aus Engstellen sind zum Beispiel nicht möglich.

Komplexere Lösungen für flexiblere Bewegungen sind anspruchsvoller in der Entwicklung und damit deutlich teurer. Grund ist das Antriebssystem, das für einen robusten und leistungsstarken autonomen Roboter nicht nur konstruktiv angeordnet, technisch dimensioniert und in das Gesamtsystem zusammen mit den Sensoren und der Steuerungstechnik integriert werden muss. Je nach Anwendung gibt es zudem andere Zielvorgaben und individuelle Umgebungsbedingungen, die bei der Entwicklung einzubeziehen sind.

Optimierte Antriebskonzepte und softwarebasiertes Modellierungswerkzeug für neue Anwendungen

Für die komplexen Anforderungen sind nicht nur fortschrittliche Antriebskonzepte notwendig, die autonome mobile Roboter auf der Basis von definierten Kennzahlen leistungsfähiger und wirtschaftlicher machen. 

Für diese technologischen Verbesserungen wird das IMMS vor allem an einem softwarebasierten Modellierungswerkzeug arbeiten. Dieses Tool wird die Entwicklung besagter Systeme bereits in der Konzeptphase unterstützen, indem es Kennzahlen für definierte Einsatz- und Anforderungsprofile berechnet und die Auswahl von geeigneten Lösungen ermöglicht.

Genutzt werden dafür mathematische Ansätze, Methoden und Algorithmen zu Kinematik und Dynamik, die nicht nur das Antriebssystem optimieren, sondern auch in die Entwicklung des autonomen Steuerungssystems einfließen. Dieses Steuerungssystem wird dann die zuvor gesetzten Ziele wie maximale Geschwindigkeit, minimaler Energieverbrauch und hohe Robustheit beachten und dafür die Steuerungsaufgaben optimal umsetzen.

Der Partner MetraLabs wird im Projekt aus allen definierten Anforderungen ein optimales Antriebskonzept mit dem neuen Modellierungswerkzeug des IMMS und damit auch einen Prototyp für einen neuen autonomen Roboter entwickeln.  

Im Ergebnis wird mit dem Ansatz eine signifikante Leistungssteigerung gegenüber konventionellen Antrieben angestrebt, die neue Maßstäbe in der mobilen Robotik und Automatisierung setzen kann.