Forschungsprojekte

Robo-MEA-Prep
Automatisierte Herstellung von MEA-Einheiten für PEM-Wasserelektrolyse und Brennstoffzelle
Start: 12.2023
Ende: 08.2026

Im Projekt Robo-MEA-Prep wird eine adaptive, mobile Robotiklösung zur Unterstützung der Präparation von Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) entwickelt. Im Mittelpunkt steht die Überführung komplexer, bislang manueller Arbeitsschritte in einen robusten und flexibel automatisierten Prozess. Ziel ist es, unterschiedliche Handhabungsaufgaben so umzusetzen, dass sie von einem Roboter zuverlässig und mit hoher Wiederholgenauigkeit ausgeführt werden können. Eingesetzt wird eine mobile Roboterplattform, die verschiedene Prozessschritte flexibel innerhalb der Anlage durchführen kann. Dafür werden Verfahren zur sicheren Navigation, präzisen Lokalisierung sowie intelligenten Bahnplanung für Bewegungen im Raum und im Nahbereich entwickelt. Ergänzend entsteht ein modulares Softwaresystem, mit dem sich Abläufe und Prozessschritte einfach konfigurieren und anpassen lassen.
Im Mittelpunkt dieses Projekts steht die Entwicklung einer adaptiven, mobilen Robotiklösung zur Unterstützung der Präparation von MEA-Einheiten. Ziel ist es, bislang manuell durchgeführte, oft komplexe Arbeitsschritte in einen zuverlässigen, automatisierten Prozess zu überführen. Dabei gilt es insbesondere, eine Vielzahl unterschiedlicher Handhabungsschritte so abzubilden, dass sie von einem Roboter robust, flexibel und mit hoher Wiederholgenauigkeit ausgeführt werden können.

Das zugrunde liegende Problem ist typisch für viele industrielle und forschungsnahe Fertigungsprozesse: Manuelle Abläufe sind zeitaufwendig, fehleranfällig und nur begrenzt skalierbar. Gleichzeitig stellen sich ändernde Anforderungen und variierende Prozessschritte hohe Anforderungen an klassische Automatisierungslösungen. Genau hier setzt das Projekt an. Methodisch kommen moderne Ansätze aus den Bereichen mobile Robotik, autonome Navigation, Sensorintegration sowie modulare Softwarearchitekturen zum Einsatz. Ergänzt wird dies durch eine systematische Analyse und Digitalisierung bestehender manueller Prozesse.

Von den Ergebnissen profitieren insbesondere kleine und mittlere Unternehmen (KMU), aber auch größere Industriebetriebe sowie Forschungseinrichtungen, die komplexe Präparations- oder Montageprozesse effizienter gestalten möchten. Darüber hinaus richtet sich das Projekt an Branchen, in denen hohe Präzision und Anpassungsfähigkeit entscheidend sind – etwa in der Energietechnik, Materialforschung oder Mikrosystemtechnik. Konkret soll das Projekt eine integrierte Gesamtlösung bereitstellen, die eine mobile Roboterplattform mit zuverlässiger Navigation und präziser Lokalisierung umfasst. Die Ergebnisse sollen es Anwendern ermöglichen, Automatisierungsprozesse nicht nur effizient umzusetzen, sondern auch schnell an neue Anforderungen anzupassen – ein entscheidender Vorteil in dynamischen Produktionsumgebungen.

Rolle des FZI
Im Rahmen des Projekts übernimmt das FZI Forschungszentrum Informatik eine zentrale Rolle bei der Konzeption, Entwicklung und Integration der robotischen Gesamtlösung. Die Arbeiten des FZI gliedern sich in mehrere eng miteinander verzahnte Arbeitspakete, die sowohl die Analyse bestehender Prozesse als auch die Umsetzung innovativer Automatisierungstechnologien umfassen. Zu Beginn steht die systematische Untersuchung der derzeit manuell durchgeführten Präparationsschritte. Darauf aufbauend entwickelt das FZI geeignete Hardware- und Softwarekonzepte zur flexiblen Automatisierung der identifizierten Prozessschritte. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung der mobilen Robotikplattform sowie auf der Konzeption und Umsetzung einer modularen Softwarearchitektur.

Abschließend übernimmt das FZI die Integration und Validierung der entwickelten Komponenten in einem Gesamtsystem. Dies umfasst sowohl die Inbetriebnahme als auch die experimentelle Evaluation unter realitätsnahen Bedingungen. Durch diese ganzheitliche Herangehensweise stellt das FZI sicher, dass die entwickelten Lösungen nicht nur technologisch innovativ, sondern auch praxisnah und nachhaltig einsetzbar sind.

Ansprechperson
Mitarbeiter
Bereich: Intelligent Systems and Production Engineering
Hauptsitz Karlsruhe

Forschungsschwerpunkte
Angewandte Künstliche Intelligenz

KI aus der Forschung in die Praxis: Wir treiben angewandte KI für Wirtschaft und Mittelstand voran und verbinden dabei Technologie mit Recht und Ethik.

Robotik

Wir entwickeln mobile Systeme und autonome Laufroboter für Raumfahrt, Industrie sowie öffentliche Räume. Diese erproben wir im FZI Living Lab Service Robotics.

Förderhinweis:
Das Projekt Robo-MEA-Prep wird vom Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg gefördert.

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