FZI erleben

Wachsenden Anforderungen an Effizienz und Nachhaltigkeit in der Warenlogistik stellen eine zentrale Herausforderung unserer Zeit dar. Das Verbundprojekt FLOOW adressiert daher die Erforschung von neuen Lösungen für die Mobilität von Menschen und Gütern – insbesondere der Mikromobilität und Automatisierung von Fahrzeugen. Der Fokus des Projekts liegt dabei auf der hochgenauen Lokalisierung der Fahrzeuge im Übergang zwischen Außengelände und Innenräumen.

Die Partner ANAVS, SCHAEFFLER, FZI und das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) arbeiten eng zusammen um eine Kosten-, Energie- und Bauraumoptimale Lösung für die anspruchsvolle Funktion zu entwickeln. Als exemplarische Fahrzeugplattformen dienen fahrerlose Transportsysteme (FTS), automatisierte Lastenräder und Mover (Rolling Chassis).

Die Erprobung des exemplarischen automatisierten Waren- und Personentransports erfolgt auf einem abgeschlossenen Bereich in Form eines Werksgeländes, dem Gelände des KIT-Campus Ost.

Die Forschungsschwerpunkte liegen im Projekt
− auf der Entwicklung einer KI-basierten autonomen Fahrfunktion,
− der sicheren kollisionsfreien Trajektorienplanung mit dem Fokus auf dem effizienten Auflösen von Kreuzungsszenarien,
− der Erforschung von Low-Power Anwendungen, wie zum Beispiel neuromorpher Hardware für den Einsatz in der KI-basierten Umfelderkennung.

Download:

Exponatkarte FLOOW (de)
Exhibit Flyer FLOOW (en)

Die anspruchsvolle Aufgabe der Inspektion von Maschinen und Anlagen erfordert innovative Werkzeuge, um effizient und kostengünstig die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Neue Technologien wie Spektralkameras, Gassensoren oder hochaufgelöste 2D-Kameras gehören dabei inzwischen zum technischen Standard.

Immer stärker rücken jedoch auch robotische Lösungen als zuverlässige Träger für diese Instrumente in den Vordergrund. Gerade kommerzielle Laufroboter wie der Boston Dynamics-Roboter „Spot“ zeigen in realen Anlagen ihre Stärken und bieten vielerlei Vorteile gegenüber anderen Lösungen: Für Menschen gemachte Umgebungen mit Treppen stellen keine Hürde dar, Schutt oder Baumaterial können sicher überquert werden und auch das Betätigen von Hebeln oder das Öffnen von Ventilen sind kein Problem.

Am FZI Forschungszentrum Informatik hat die Arbeit mit Laufrobotern eine lange Tradition. Dadurch existiert spezifisches Know-how für die Kombination robuster, moderner Hard- und Software mit modularen Ansätzen:
− ROS-basierte Software wie die 3D-Kartierung zur 3D-Pfadplanung und Navigation für autonomes Inspizieren;
− Behaviour Trees zur Definition einer Mission;
− Flexible Sensorkombinationen je nach Anlage und Aufgabe;
− Manipulation und Aufnahme von Objekten oder Interaktion mit der Umgebung;
− Maßgeschneiderte KI-basierte Detektionsmethoden für jeden Anwendungsfall.

Das FZI zeigt auf der Hannover Messe wie solche Module für eine intelligente Inspektion kombiniert werden sowie dadurch schnell und flexibel neue Inspektionsaufgaben eingerichtet und durchgeführt werden können.

Exponatkarte Laufroboter (de)
Exhibit Flyer Infra2Go (en)

Am Messestand werden verschiedene Aspekte der Forschung im Bereich des Automatisierten Fahren des FZI Forschungszentrum Informatik gezeigt.

Infra2Go ist eine mobile Sensorplattform, die im Rahmen des Testfeld Autonomes Fahren Baden-Württemberg konzipiert, entwickelt und aufgebaut wurde. Die Plattform ist mit hochgenauer Sensorik zur Echtzeitverkehrsbeobachtung ausgestattet (Kamera, LiDAR, Infrarot-Kamera, DGPS). Sie kann bis in 5 Meter Höhe ausgefahren werden und für die Evaluation der Positionierung stationärer Verkehrsinfrastruktur genutzt werden. Am Stand kann man Teile der Sensorverarbeitung live sehen. Die Plattform ist konzipiert für die Erhebung von mikroskopischen Verkehrsdaten, für die Erprobung von Vehicle2X-Kommunikation und vernetztem automatisiertem Fahren sowie für die Erprobung von neuen Sensortechnologien für die Verkehrsinfrastruktur.

Die interaktive Demonstration zu adversarialen Angriffen zeigt die Forschung zur Absicherung maschineller Lernverfahren gegen Eingriffe von außen. Es wird geforscht, ob diese Angriffe realitätsnah sind und wie man KI gegen solche Angriffe absichern kann. Besuchende haben vor Ort die Möglichkeit, auf die Objekterkennung selbst einzuwirken.

Anhand eines Videos erfahren die Besuchenden Details über die automatisierten Fahrfunktionen, welche vom FZI zum Beispiel im Projekt SHOW für den Personentransport im öffentlichen Nahverkehr mit Shuttle Bussen eingesetzt werden. Durch spezielle Absicherungskonzepte können sich die Fahrzeuge frei im Straßenverkehr bewegen und sind nicht an eine virtuelle Schiene gebunden.

Exponatkarte Infra2Go (de)
Exhibit Flyer legged robots (en)

Der Beteiligungsdemonstrator basiert auf der Plattform Kollaborat.io, welche es Nutzer*innen und Organisationen ermöglicht, Fragestellungen (Challenges) aufzuwerfen und partizipativ weiterzuentwickeln. Diese Challenges können von anderen Nutzer*innen mit Lösungsvorschlägen (Ideas) beantwortet werden.

Das Baukastensystem zur Erstellung von Ideen hilft Nutzer*innen dabei, ihre Vorschläge einfach und schnell mit Texten, Bildern oder beispielsweise Graphen zu beschreiben. Es besteht die Möglichkeit, Ideas zu kommentieren und gemeinsam mit dem oder der Urheber*in in Form von Beiträgen weiterzuentwickeln.

Als zentrale Plattform für alle Akteur*innen ermöglicht Kollaborat.io die Vernetzung von Menschen über die lokale Ebene hinaus. Das House of Participation nutzt die Plattform als Beteiligungsdemonstrator für inklusive und innovative Forschung im Rahmen von FZI Use Cases. In Form von Citizen Science-Projekten könnte der Demonstrator so zum Beispiel eingesetzt werden, um gemeinsam mit Bürger*innen Ideen zu erarbeiten. Beispielhaft hierfür ist die Stärkung der Akzeptanz und des Vertrauens in autonom fahrende Autos oder die Gestaltung von Anreizsystemen für das Energiesparen.

Exponatkarte House of Participation (de)
Exhibit Flyer House of Participation (en)

Das öffentlich geförderte Projekt Delfine verbindet Stromerzeuger sowie industrielle Stromverbraucher. Es thematisiert dabei die effiziente Nutzung von Energie und die damit zusammenhängende Produktionsplanung in einem dynamischen Energiepreis-Umfeld. Mittels einer Virtual-Reality-Anwendung können Nutzer*innen interaktiv erleben, was Energieflexibilität bedeutet: Die flexible Modellierung von Produktionsprozessen, um Lastspitzen zu vermeiden und effizient auf Preisschwankungen zu reagieren.

Inmitten eines fiktiven Fertigungsumfeldes eines Metall- und Systembaubetriebes müssen technische Bauteile eigenhändig an einer Produktionsstraße, die verschiedene Produktionsschritte anhand von CNC-Maschinen und anderen Verarbeitungsmaschinen abbildet, hergestellt werden. Angetrieben vom Bestreben nachhaltiger zu produzieren, gilt es Produktionspläne so zu gestalten, dass dabei möglichst viel Strom aus erneuerbarer Energiegewinnung verwendet wird. Eine Künstliche Intelligenz in Form eines virtuellen Agenten unterstützt hierbei und gibt Anreize, wie die einander diametral entgegenstehenden Ziele Minimierung von Energiekosten und Minimierung der Produktionsdauer beachtet werden können. Nach Abschluss der Produktion wird die Effizienz der zugehörigen Produktionsplanung bemessen und in Relation zur Lösung des zugrundeliegenden Reinforcement-Learning-Algorithmus gebracht.

Gelingt Ihnen bereits die energieflexible Produktionsplanung? Kommen Sie vorbei und finden Sie es heraus!

Exponatkarte EFlex (de)
Exhibit Flyer EFlex (en)