SmartBot SmartBot Rijksuniversiteit Groningen ― Diesem Roboter braucht man nichts beizubringen Een robot die je niets hoeft te leren Die Meyer Werft in Papenburg baut Kreuzfahrtschiffe. Die Ballasttanks dieser Schiffe müssen regelmäßig inspiziert werden. Sie haben unregelmäßige Formen mit vielen Hindernissen, die für Menschen gefährlich und für Roboter kompliziert sind. Am Institute for Technology, Engineering & Management der Universität Groningen wird derzeit ein Steuerungssystem entwickelt, mit dem Inspektionsroboter gänzlich autonom agieren können. Meyer Werft in Papenburg bouwt cruiseschepen. De ballasttanks van zulke schepen vragen regelmatige inspectie. Die tanks zijn onregelmatig gevormd, met veel obstakels wat gevaarlijk is voor mensen en lastig voor robots. Aan het Institute for Technology, Engineering & Management van de Rijksuniversiteit Groningen wordt een besturingssysteem ontwikkeld dat inspectierobots volledig autonoom laat functioneren. „Die Größe eines solchen Schiffes ist wirklich beeindruckend“, sagt Prof. Jacquelien Scherpen. Allerdings sind die Ballasttanks für Menschen kaum zugänglich: Kleine Räume, enge Durchgänge, Gasbildung und glitschige Algen aus dem Ballastwasser machen das Betreten zu einem gefährlichen Unterfangen. „So entstand die Idee, einen Roboter einzusetzen.“ Auf einer Schiene, die sich wie eine Achterbahn durch den Tank schlängelt, fährt ein mit einem Roboterarm versehener Wagen durch den Tank. ‘De grootte van zo’n schip is indrukwekkend’, zegt prof. Jacquelien Scherpen. De ballasttanks zijn echter voor mensen slecht begaanbaar: kleine ruimtes, nauwe doorgangen en gasvorming en glibberige algen uit het ballastwater maken betreden gevaarlijk. ‘Daarom is het idee ontstaan om een robot in te zetten.’ Op een rail die als een soort achtbaan door de tank draait, rijdt een karretje met robotarm door de tank. „Die Partner, die den Arm und den Wagen herstellen, sorgen für die Basissteuerung. Wir sind dann für nächsten Schritt zuständig: die High-Level-Steuerung, mit der der Roboter genau tut, was von ihm verlangt wird“, ergänzt Prof. Bayu Jayawardhana. Er betreut den Doktorand und die Masterstudenten, die an diesem Projekt arbeiten. 12 ‘De partners die de arm en het karretje maken, zorgen voor de basale besturing. Wat wij doen is de high level besturing, die er voor zorgt dat de robot precies doet wat nodig is’, vult prof. Bayu Jayawardhana aan. Hij begeleidt de promovendus en de masterstudenten die aan het project werken. RoboShip Professor Jacquelien Scherpen, Hector Marina de Garcia Peinado, Professor Bayu Jayawardhana, Daan Hogeboom, Matthijs de Jong (v.l.n.r.) Mit der von ihnen entwickelten Softwarearchitektur kann der Roboter selbstständig Inspektionen durchführen. Dem liegt ein Modell mit Sensorinformationen zu Grunde, das von den Möglichkeiten des Tanks ausgeht. „Man gibt ihm einfach einen Auftrag: Gehe zu Ort X und führe eine Messung durch“, sagt Prof. Jayawardhana. Detaillierte Informationen zum Tank sind nicht erforderlich. „Und das ist praktisch, denn jedes Schiff hat einen anders geformten Tank.“ Auch ein geschulter Bedienungsfachmann erübrigt sich. „Schließlich müssen die Kontrollen auf hoher See erfolgen können.“ De softwarearchitectuur die zij ontwikkelen zorgt ervoor dat de robot, op basis van een model van de eigen mogelijkheden en sensorinformatie over de tank, zelfstandig inspecties kan uitvoeren. ‘Je kunt hem gewoon een opdracht geven: ga naar locatie x en doe een meting’, zegt prof. Jayawardhana. Gedetailleerde informatie over de tank is niet nodig. ‘Dat is handig, want de schepen hebben verschillend gevormde tanks.’ Ook is er geen getrainde operator nodig. ‘Uiteindelijk moeten de inspecties op volle zee kunnen plaatsvinden.’ Die für den Roboter entwickelten Algorithmen sind generisch, so Prof. Scherpen. „Brauchbar für jeden Roboter, der bei der Erledigung seiner Aufgabe Hindernisse umgehen können muss. Ein Steuerungssystem, das einen Roboter völlig autonom und ohne ihn zu trainieren arbeiten lassen kann, gab es bisher nicht. Für uns ergeben sich aus diesem Projekt Publikationen, Diplomarbeiten und eine Promotion.“ De algoritmes die worden gebouwd voor de robot zijn generiek, vertelt prof. Scherpen. ‘Het is bruikbaar voor iedere robot die tijdens het uitvoeren van een taak obstakels moet kunnen ontwijken. Een besturingssysteem dat een robot volledig autonoom en zonder training kan laten functioneren bestond nog niet. Voor ons levert dat publicaties, scripties en een promotie op.’ Doktorand Hector Garcia, der auch am SInBot-Projekt beteiligt ist, hat einen großen Teil der Arbeit auf sich genommen. Darüber hinaus haben zwei Masterstudenten zehn und sechs Monate lang am Projekt mitgewirkt. Scherpen: „Dass sie am praktischen Einsatz theoretischer Entwicklungen arbeiten konnten, hat sie hochgradig motiviert.“ Veel werk is uitgevoerd door promovendus Hector Garcia, die ook betrokken is bij SInBot. Daarnaast hebben twee masterstudenten tien en zes maanden gewerkt aan het project. Scherpen: ‘Dat zij aan de praktische toepassing van theoretische ontwikkelingen konden werken, heeft ze erg gestimuleerd.’ 13
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