Rettungs-Roboter für Katastrophen-Szenarien

Die Bewegungen erinnern an einen Hund, der montierte Greifarm auf dem Rücken an Dr. Octavius, einen Bösewicht aus Spiderman. Böse ist der Roboter-Hund des Aachen Legged Rescue Teams (ALeRT) der FH Aachen nicht – ganz im Gegenteil: In der RoboCup Rescue League sollen Roboter in einer simulierten Katastrophenlage Aufgaben übernehmen, die für Menschen zu gefährlich wären und im schlimmsten Fall zum Tode führen könnten, zum Beispiel das Auffinden und Reparieren von defekten Gasleitungen oder die Suche nach Opfern und Überlebenden in eingestürzten Gebäuden.

ALeRT, bestehend aus Studierenden und Mitarbeiter:innen des Institutes für Mobile Autonome Systeme und kognitive Robotik (MASKOR) an der FH Aachen, schickte mit der Plattform "Spot" einen vierfüßigen Roboter von Boston Dynamics ins Rennen. Sie schafften es in diesem Jahr bis in die Finals der Rescue League und erreichten in der Endrunde den vierten Platz. Spot ist auf vier Beinen unterwegs und agiert weitestgehend autonom. Damit grenzt er sich klar von den konkurrierenden Teams ab.

"Die Regeln besagen, dass eine Fernsteuerung erlaubt ist und ein Mitglied des Teams sich in unmittelbarer Nähe der simulierten Katastrophe befinden darf, wenn auch ohne Sichtkontakt zwischen Operator und Roboter", erklärt Maximillian Kirsch, Wissenschaftlicher Angestellter am MASKOR Institut der FH Aachen und Leiter des ALeRT Teams. "Für viele reale Szenarien sind diese Voraussetzungen jedoch nicht denkbar, daher setzen wir auf ein autonomes System."

Teamfoto: ALeRT beim RoboCup in Bordeaux

Modifikationen für besondere Herausforderungen

Das ALeRT-Team hat Spot durch verschiedene Instrumente und Sensoren erweitert. Mit einem dreidimensionalen Laserscanner und verschiedenen Kameras wird die Umgebung aufgezeichnet und untersucht, mit Mikrofonen und Lautsprechern kann eine Kommunikation aus der Ferne stattfinden und ein montierter Roboterarm ermöglicht das Öffnen von Türen oder das Verschließen von Ventilen.

"In Bordeaux war das Motto: Arbeiten, Essen, Schlafen, Weitermachen", erzählt Maximillian. "Und wenn die Halle länger offen gehabt hätte, hätten wir auch länger gearbeitet." Es sei eine stressige, aber schöne Zeit gewesen und das Team habe gut zusammen funktioniert.

Beim RoboCup werden die Fähigkeiten auf die Probe gestellt. Die Roboter müssen verschiedene Hindernisse überwinden, Gefahrenzeichen erkennen und präzise mit der Umwelt agieren. Dabei setzt ALeRT auf eine Software, die nicht auf Maschinelles Lernen aufbaut, sondern auf Planung und damit auf Sicherheit setzt. Die im Team entwickelte Planungssprache ist das Gehirn des Roboters. Dabei werden zunächst Daten gesammelt, um daraus eine Lösung zu errechnen. Die Ergebnisse basieren – im Gegensatz zu KI-Anwendungen wie ChatGPT – auf Wissen und nicht auf Wahrscheinlichkeit. Im Falle einer Katastrophe – oder im Übungsszenario – wird zunächst die Umgebung erkundet, anschließend ausgewertet und im dritten Schritt eine Aktion durchgeführt, zum Beispiel ein Gasventil zugedreht.

Die Vorbereitungen für das nächste Jahr laufen bereits

"Nächstes Jahr wollen wir natürlich gewinnen", erklärt Maximillian. Dafür kann das Team noch Unterstützung gebrauchen, von Studierenden aus den Fachbereichen Maschinenbau und Mechatronik, Energietechnik, Elektrotechnik und Informationstechnik, aber die Aufgaben sind vielseitig: "Wir suchen auch noch jemanden für den Bereich Social Media."

Ursprünglich wurde der RoboCup 1995 mit dem Ziel ins Leben gerufen, bis 2050 die Fußballweltmeistermannschaft mit einem Team aus Robotern zu schlagen. Die selbstgestellte Herausforderung der Wettbewerbsinitiatoren soll die Entwicklung der Robotik vorantreiben und beschränkt sich schon lange nicht mehr auf Ballsportarten. Im Laufe der Jahre kamen die Kategorien Rescue, @Home und Industrial hinzu sowie eine Juniorliga für den Nachwuchs.

Das Team bereitet sich schon auf die German Open im kommenden Jahr vor, die zur Qualifikation für den RoboCup in Eindhoven im Juli 2024 dienen.

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