Die Entwicklung autonomer Baumaschinen liegt bei Forschern und Herstellern im Trend – ein wichtiges Thema auf der bauma 2022.
Autonom fahrende und arbeitende Maschinen gehören zu den großen Zukunftsvisionen der Baubranche. „Allerdings ist eine ‚echte‘ Autonomie bei Baumaschinen in absehbarer Zeit kaum vorstellbar, da – anders als zum Beispiel im abgeschlossenen Arbeitsumfeld eines Steinbruchs oder Bergwerks – komplexe technische und sicherheitstechnische Herausforderungen existieren“, sagt Tim-Oliver Müller. Nach Einschätzung des Hauptgeschäftsführers des Hauptverbandes der Deutschen Bauindustrie deutlich realistischer und für die Bauwirtschaft greifbarer sind die Entwicklung und der Einsatz „intelligenter“ Maschinen mit halbautomatisierten, automatisierten oder unterstützenden Funktionen – bei ausgewählten Bauprozessen beispielsweise im Erd-, Straßen- oder Spezialtiefbau. „Solche Lösungen haben das Potenzial für merkliche Effizienz- und Produktivitätssteigerungen“, unterstreicht Müller. So könnten sie den Maschinenführer bei sich wiederholenden und ermüdenden Tätigkeiten entlasten.
Mehr Robotik auf den Baustellen
Maximilian Schöberl vom Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik der Technischen Universität München rechnet damit, dass in zehn Jahren vielfältige Cobots auf den Baustellen aktiv sein werden. Diese Roboter sind für die direkte Zusammenarbeit mit dem Menschen konzipiert. Für Entwicklungen in diese Richtung gingen Schöberl und ein Forschungsteam des Lehrstuhls von einer handelsüblichen, funkferngesteuerten Rüttelplatte aus und haben sie mit entsprechenden Sensoren und Steuereinheiten „autonomiefähig“ gemacht. Anschließend koppelten sie die Maschine im Leader-Follower-Prinzip an einen Bagger; der Bagger erstellte ein Planum, während ihm die Rüttelplatte selbsttätig und kontinuierlich folgte und dabei das Massengut verdichtete. Im Ergebnis konnten durch die Kooperation Arbeitsschritte parallelgeschaltet und die Prozesszeit im Idealfall sogar halbiert werden.
Automatisierte Zustandsüberwachung
Forscher vom Institut für Digitales und Autonomes Bauen der Technischen Universität Hamburg beschäftigen sich unterdessen mit der Frage, inwieweit sich Roboter für die Zustandsüberwachung von Bauwerken einsetzen lassen. Dazu statten sie den vierbeinigen Laufroboter I-Dog mit Sensoren zur Erfassung, Verarbeitung und Analyse von Gebäudestrukturdaten aus. Sie können Schwingungen aufnehmen und auswerten, worüber sich Bauwerksschäden erkennen lassen. Für seine genaue Lokalisierung im Raum – eine der Schlüsselvoraussetzung von autonomen mobilen Systemen – nutzt der Roboter-Spürhund die Light-Detection-and-Ranging (LiDAR)-Technologie, die auf der Grundlage von Laserscans Rückschlüsse auf den eigenen Standort zulässt. Die Hamburger Köhlbrandbrücke dient in einem Projekt als Referenzobjekt. In dem im Jahr 1974 in Betrieb genommenen, als Kulturdenkmal gelisteten Monumentalbauwerk sollen sich für Inspektionen mehrere I-Dogs bewegen; sie sammeln eigene Daten und übernehmen solche, die von intelligenten, in der Brücke festverbauten Sensoren generiert werden. „Das Ziel sind Roboterflotten, die miteinander kommunizieren. Durch die Fusion der Sensordaten entsteht mit vergleichsweise geringem Aufwand ein umfassendes Bild des Bauwerkszustands, das wir dann – zum Beispiel für die Sanierungsplanung – in ein digitales Modell einpflegen können“, sagt Projektleiter Prof. Kay Smarsly.
Mehr über den I-Dog und seine Einsatzmöglichkeiten erfahren bauma-Messebesucher in der Innovationshalle LAB0 am Stand Science Hub. Auch über die herstellerübergreifende Machine-to-Machine-Kommunikation ist hier mehr zu erfahren: Die vor drei Jahren gegründete Arbeitsgemeinschaft „Machines in Construction 4.0“ (MiC 4.0) mit derzeit 105 Mitgliedern aus sieben Nationen sowie 31 Arbeitsgruppen stellen ihre Kommunikationslösung vor, mit der Prozesse auf Baustellen künftig digitaler, intelligenter und autonomer ablaufen können. Die Bergbau- und Maschinenmesse findet in München vom 24. Bis zum 30. Oktober statt. |
