Forschende an der Technischen Universität (TU) Wien haben einen Roboter entwickelt, der mit Hilfe künstlicher Intelligenz (KI) lernt, Waschbecken zu reinigen. Diese Technologie geht jedoch über den reinen Putzvorgang hinaus und soll perspektivisch vor allem kleine und mittlere Betriebe (KMU) bei anspruchsvollen und zeitaufwendigen Aufgaben unterstützen.
Innovativer Ansatz: Ein Roboter, der „vom Menschen lernt“
Das Team der TU Wien, bestehend aus Experten für Automatisierungs- und Regelungstechnik, hat einen Roboter konzipiert, der menschliche Bewegungen beim Reinigen detailliert nachahmt. Um dieses Lernen zu ermöglichen, wird ein gewöhnlicher Haushaltsschwamm verwendet, der mit Kraft- und Drehmomentsensoren ausgestattet ist. Diese Sensoren messen präzise, wie viel Druck auf das Waschbecken ausgeübt wird und wie der Schwamm bei verschiedenen Bewegungen eingesetzt wird. Zusätzlich erfasst ein optisches Trackingsystem die exakten Bewegungen der führenden Hand dreidimensional, sodass der Roboter eine vollständige Aufzeichnung der Reinigungstechniken erhält.
Das Ergebnis ist ein KI-gesteuertes System, das die Aufgabe nach nur wenigen Sekunden Beobachtung erfolgreich ausführen kann. Die Daten, die das System dabei aufzeichnet, umfassen hunderte von Messpunkten pro Sekunde und liefern eine extrem hohe Auflösung, die es der KI ermöglicht, ein detailliertes Prozessverständnis zu entwickeln.
Rasante Anpassungsfähigkeit an komplexe Oberflächen
Ein besonderer Vorteil des Systems liegt in seiner Fähigkeit, sich schnell an unterschiedliche Oberflächen anzupassen. So reicht es aus, wenn der Roboter an einer bestimmten Stelle eines Waschbeckens eine kurze Demonstration erhält – durch ein einfaches Wischen. Die KI analysiert die Parameter wie Form, Druck und Bewegung, und der Roboter kann die Reinigung eigenständig auf den restlichen Bereich übertragen. Damit ist er in der Lage, die Form des Beckens zu „verstehen“ und seine Bewegungen entsprechend anzupassen. In Zukunft soll die KI nicht nur die Aufgabe ausführen, sondern auch selbstständig überprüfen, ob das Waschbecken gründlich gereinigt wurde. Falls notwendig, kann der Roboter auf Basis dieser Überprüfung Nachbesserungen vornehmen.
Forschung im globalen Fokus
Das Robotikprojekt wurde bereits auf der renommierten „IROS“-Konferenz in Abu Dhabi als eines der herausragenden Projekte vorgestellt und mit dem „Best Application Paper Award“ ausgezeichnet. Diese Auszeichnung würdigt die innovative Arbeit des Instituts für Automatisierungs- und Regelungstechnik der TU Wien, das zu den Vorreitern im Bereich autonomer Assistenzsysteme zählt.
Zukunftsperspektiven: Intelligente Roboter als Assistenten für KMUs
Der neue Roboter ist nicht für den Einsatz im Haushalt bestimmt. Vielmehr zielt die Forschung darauf ab, maßgeschneiderte Lösungen für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) zu schaffen, die von der Automatisierung einfacher bis hin zu anspruchsvollen Aufgaben profitieren könnten. Der wissenschaftliche Leiter des Instituts, Prof. Andreas Kugi, betont, dass diese Technologie nicht darauf abzielt, menschliche Arbeitskräfte zu ersetzen. Vielmehr sollen Roboter als unterstützende „Kollegen“ arbeiten, indem sie arbeitsintensive Tätigkeiten übernehmen, die hohe Präzision erfordern.
Gerade in einer Zeit, in der Fachkräftemangel herrscht, bietet diese Art von Robotik-Technologie Unternehmen eine Möglichkeit, ihre Effizienz zu steigern und ihre Mitarbeitenden zu entlasten. So könnten Roboter in Zukunft nicht nur bei Reinigungsaufgaben, sondern auch bei der Bearbeitung von Oberflächen – etwa beim Schleifen, Polieren, Kleben oder Lackieren – eingesetzt werden.
Zusammenarbeit und gemeinschaftliches Lernen für mehr Effizienz
Eine weitere Vision der Forschenden sieht vor, dass Unternehmen nicht nur für sich alleine arbeiten, sondern das Wissen und die Fähigkeiten dieser Roboteranwendungen gemeinschaftlich weiterentwickeln. Durch die Zusammenarbeit verschiedener Firmen könnte eine Art „Erfahrungsaustausch“ zwischen den Robotersystemen geschaffen werden. Die Idee ist, dass wichtige erlernte Grundprinzipien – etwa zur Bearbeitung unterschiedlicher Materialien oder zur Anpassung an verschiedene Geometrien – zwischen Robotern ausgetauscht werden können, ohne dass unternehmenskritische Daten wie genaue Produktdetails preisgegeben werden.
Solche Assistenzsysteme könnten in der gesamten Fertigungsindustrie einen Paradigmenwechsel einleiten und dazu beitragen, die Wettbewerbsfähigkeit von KMUs auf dem internationalen Markt zu stärken.
