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Vorbereitung auf den Weltraumeinsatz: Algorithmen steuern Roboter in extraterrestrischen Höhlen

Die Tauglichkeit ihrer Algorithmen zum Einsatz der autonomen Roboter CREXX und Asguard IV bei der Erkundung planetarer Krater und Höhlen testeten Forscher des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz DFKI und der Uni Bremen auf Teneriffa.

CREX Bildquelle: © DFKI GmbH

Der sechsbeinige Laufroboter CREX erkundet autonom eine Lavahöhle auf Teneriffa.

Lavahöhlen gelten auf dem Mond oder anderen Planeten als potentielle Standorte für künftige Raumfahrt-Basislager. Autonome Roboter wären die idealen Kandidaten, um sie zu erforschen, allerdings fehlen ihnen bislang wichtige Fähigkeiten, um sich in unwegsamen Gebieten ohne Infrastruktur autonom zu bewegen.

Im Projekt Entern entwickelten die Wissenschaftler des DFKI und der Universität Bremen daher Softwaretools, die den teil- und vollautonomen Betrieb von Robotern in schwer zugänglichen Umgebungen ermöglichen. Als Testplattformen dienten der sechsbeinige Laufroboter CREX sowie der Sternrad-Rover Asguard IV, die ihre Fähigkeiten im Rahmen der Feldtestkampagne auf Teneriffa erfolgreich unter Beweis stellten.

Zur Orientierung in Höhlen von Himmelskörpern kann der Roboter lediglich auf Satellitenbilder und Höhenkarten, die aus dem Orbit aufgenommen wurden, zurückgreifen. Dabei wird er von einem menschlichen Operator überwacht und unterstützt.

Dafür entwickelten die Wissenschaftler in Entern eine weltraumtaugliche Kommunikationslösung, die eine sichere Datenübertragung zwischen dem Robotersystem und der Bodenstation über eine Satellitenverbindung ermöglicht. Wird die Kommunikation zeitweilig unterbrochen, z.B. wenn der Roboter in eine Höhle fährt oder bei anderweitiger Abschattung der Kommunikationsbedingungen, hat der Operator die Möglichkeit, eine bestimmte Kommandosequenz für einen längeren Zeitraum zu bestimmen oder den Roboter autonom agieren zu lassen.

Ein interaktives Wegplanungstool stellt ihm dabei eine Vorhersage über das Verhalten des Roboters während der Ausführung der Kommandosequenz bereit, so dass er diesen bei der Wegfindung unterstützen kann. Mit den Erkenntnissen aus Teneriffa sind die Algorithmen und Steuerungen auf gutem Weg, in künftigen Weltraummissionen zum Einsatz zu kommen.