Intelligente Roboter automatisieren das Mülltonnen-Handling 

Schwere Mülltonnen aufnehmen, entleeren und wieder absetzen – diese körperlich anspruchsvolle Aufgabe könnte künftig ein Roboter übernehmen. Im vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt geförderten Projekt AutASa entwickelt das Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV gemeinsam mit MRK-Systeme und Roboception ein KI-gestütztes Robotersystem für den öffentlichen Raum.

Wie das Fraunhofer IGCV mitteilt, wird der Roboter an bestehende Müllfahrzeuge montiert und soll deren Einsatz erweitern. „Unser Ziel ist es Müllwerker bei Wind und Wetter zu schonen und ihre körperliche Belastung erheblich zu reduzieren“, sagt Jannik Möhrle, Projektleiter am Fraunhofer IGCV.

Welche Technologie steckt hinter dem Robotersystem?

Das System kombiniert verschiedene Sensoren, um eine digitale 3D-Karte der Fahrzeugumgebung zu erzeugen. Personen und Hindernisse werden als Kollisionsgeometrien erkannt, während spezielle Algorithmen in Echtzeit eine sichere Bewegungsbahn berechnen. Die intelligente Verschaltung der Sensorsysteme wurde von MRK-Systeme konzipiert.

Vor dem praktischen Einsatz trainiert der Roboter seine Bewegungsabläufe in einer Computersimulation. Dabei lernt ein Algorithmus zunächst, den Roboterarm sicher über der Mülltonne zu positionieren.

„Unser zweistufiger Ansatz spart Trainingszeit“, erklärt der Wissenschaftler und ergänzt: „Zuerst steuert der KI-Algorithmus die groben Bewegungen des Roboterarms über die Mülltonne. Die letzten Zentimeter übernimmt ein adaptives Lernverfahren auf Basis einer KI-basierten flexiblen Objekterkennung von Roboception. Durch diese Kombination passt sich der Roboterarm effizient an neue Situationen an – ein echter Durchbruch für den Einsatz auf unübersichtlichen Straßen.“

Zusätzlich verändert das Projektteam in der Simulation Parameter wie Gewicht und Aussehen der Mülltonnen, Reibung beim Greifen oder Bildrauschen der Kameradaten. „Das macht den Übergang in die Praxis deutlich robuster“, unterstreicht Möhrle.

Greifen mit Gefühl und Kraft

SoftGripping hat in einem ZIM-geförderten Projekt eine kraftflussoptimierte Fingergeometrie für pneumatische Balggreifer entwickelt. Die GorillaFinger-Serie ermöglicht schnelles, schonendes Handling empfindlicher Lebensmittel, von Filets und Backwaren bis hin zu Salatköpfen oder Wassermelonen – auch bei hoher Last und engem Bauraum.

Friederike Krüger

Den Angaben des Fraunhofer IGCV zufolge bewältigt das System im Feldtest auch komplexe Situationen, etwa in engen Gassen, ohne Eingriffe der Müllwerker. Dadurch werden die Beschäftigten körperlich deutlich entlastet. Nach Abschluss der Entwicklungsphase wird der Prototyp derzeit in einem Demonstrationsszenario der kommunalen Abfallsammlung erprobt.

Warum reicht das Potenzial über die Müllabfuhr hinaus?

Nach Einschätzung der Projektpartner lassen sich die entwickelten Technologien auch auf andere Bereiche übertragen. Überall dort, wo kraftintensive Routineaufgaben in wechselnder Reihenfolge ausgeführt werden, könnten flexible KI-gestützte Robotersysteme künftig unterstützen. Genannt werden unter anderem Landwirtschaft, Baubranche und Industrie.

„Das ist erst der Anfang“, so der Fraunhofer-Wissenschaftler. „Wir wollen den Müllwagen zur mobilen Plattform für smarte Robotik machen.“