Autonomer Hubschrauber für die Wartung

Mobile Roboter kommen immer häufiger an gefährlichen und schwer erreichbaren Orten zum Einsatz. Doch wenn sie einmal gewartet werden müssen, führt bislang kein Weg am Mensch vorbei. Das könnte eine Erfindung des DLR bald ändern: Im Rahmen des EU-Projekts ARCAS (Aerial Robotics Cooperative Assembly System) haben Wissenschaftler des DLR-Instituts für Robotik und Mechatronik einen autonom fliegenden Kleinst-Hubschrauber mit einem industriellen Roboter-Greifarm mit sieben Freiheitsgraden ausgestattet.

Dieser fliegende Robotor könnte laut DLR an schwer zugänglichen und gefährlichen Stellen die menschliche Hand ersetzen. Denkbar sei die Wartung von Inspektionsrobotern auf Pipelines. Aber auch defekte Satelliten könnten repariert und neue Module auf der Internationalen Raumstation ISS installiert werden. Sogar beim Aufbau von Habitaten auf anderen Planeten könnte das System helfen.

Um die gewünschte Position zu erreichen, navigiert das System autonom mit GPS. Sobald es angekommen ist, wechselt es auf ein präzises Bildverarbeitungssystem, das auf mehreren eingebauten Kameras basiert. So kann der zu wartende Roboter genau geortet und der Greifarm präzise (momentan bis auf einen Zentimeter genau) platziert werden. Wenn der Greifarm den magnetischen Roboter gepackt hat, kann der Hubschrauber ihn autonom an eine sichere Stelle transportieren oder in der Zukunft auch über ihm schwebend direkt vor Ort reparieren. Der Greifarm kann Objekte mit einer Masse von bis zu acht Kilogramm heben. 

In jedem der sieben Gelenke des Arms sind zudem "Kraft-Momenten-Sensoren“ eingebaut. Sie sorgen dafür, dass der robotische Arm selbständig zurückgeht, wenn Gegenstände in der Umgebung ungewollt berührt werden. Die entwickelten Algorithmen verbinden die Steuerung des robotischen Greifarms mit der Steuerung des Hubschraubers, um den gegenseitigen Einfluss zu minimieren. Das sichert die Stabilität des Gesamtsystems und die hohe Präzision des Greifens.

Ein Video zeigt den "fliegenden Arm" des DLR.