In den neuesten technischen Entwicklungen in der Reinigungs-Robotik steckt auch Künstliche Intelligenz (KI).
Text: Hansjörg Preims
Die CMS Berlin hat eindrucksvoll gezeigt, was sich in den letzten Jahren punkto Weiterentwicklung der Reinigungsroboter getan hat. Nahezu jeder Hersteller von Reinigungsmaschinen ließ vor den Augen der Messebesucher auch einen Roboter „von der Leine“. Und zwar nicht mehr nur Scheuersaugautomaten: „Seit letztem Jahr haben wir auch eine autonome Kehrmaschine auf dem Markt. Und auch andere Hersteller gehen nach ihrem Einstieg mit autonomen Scheuersaugmaschinen langsam auch in die Richtung autonome Kehrmaschinen“, sagt Christian Häußler, Mechanical Engineering bei Adlatus. „Wobei uns hier unterscheidet, dass wir auch für die Kehrmaschine eine Service-Station anbieten können, mit der die Möglichkeit besteht, den Kehrgutbehälter von dem ganzen Schmutz automatisch zu entleeren.“ Was die Autonomie nochmal auf ein höheres Level bringe.
Mit Hindernissen, zum Beispiel im Einzelhandel, kommen die Roboter mittlerweile gut klar, eine Herausforderung sind noch sehr dynamische Umgebungen, also wenn sich Hindernisse um uns herumbewegen oder wenn sich die Umgebung jeden Tag verändert, sodass der Roboter entsprechend eingeschränkte Möglichkeiten hat, sich zu orientieren. Christian Häußler: „Durch bessere Sensor-Setups sind wir mit der Maschine mit den zylindrischen Bürsten schon mal besser aufgestellt, Hindernisse zu erkennen und auch die genauen Ausmaße von Hindernissen besser einschätzten zu können und so besser drum herum navigieren zu können. Aber wenn die Umgebung sich immer wieder verändert, fällt die Navigation immer noch schwer.“ Es gebe schon Möglichkeiten, um auch in dynamischen Umgebungen mit dem Roboter gut klarkommen zu können: „Man hat ja nicht nur die eine Ebene unten, auf der zum Beispiel im Logistikzentrum Paletten stehen, sondern man kann auch die Decke einbeziehen, die immer konstant bleibt, oder einfach andere höhere Ebenen. Also hier gibt es schon Ansätze, die auch schon Gegenstand der Forschung sind, aber sie sind bei uns noch nicht für den praktischen Einsatz umgesetzt.“
In den letzten Monaten oder wenigen Jahren hat sich viel in Richtung Personensicherheit entwickelt.
Der Preis bleibt weiterhin relativ hoch
Woran wird derzeit besonders getüftelt? „In den letzten Monaten oder wenigen Jahren hat sich viel in Richtung Personensicherheit entwickelt“, so Häußler. „Da wurde jetzt auch eine IEC Norm auf den Weg gebracht, die IEC 63327 – noch keine harmonisierte Norm, aber eine Norm, die verschiedene Wege vorschreibt, mit denen man die Personensicherheit in der Nähe von autonomen Reinigungsmaschinen deutlich erhöhen kann. Noch nicht verpflichtend, aber wir halten uns daran bzw. erfüllen die Norm komplett mit unseren neuen Maschinen und stellen so sicher, dass Personen nicht gefährdet sind und wir so unsere Maschinen auch im öffentlichen Raum bewegen können, ohne Personen zu gefährden.“ Das erfordere eine spezielle Sensorik, was die Maschine zwar ein bisschen teurer mache, „aber wir können damit auch auf höhere Performance-Levels kommen.“
Wie entwickeln sich die Preise für Reinigungsroboter? Die Preise für Sensorik seien stark am sinken, sagt Häußler, gerade in Richtung 3D Laserscanner würden die Preise fallen. Das bringe den Preis für diese Maschinen zwar nach unten, andererseits aber kämen Sensoren dazu, die für einen bestimmten Level punkto Performancesicherheit sorgten, den man eben brauche, um die Sicherheitsnorm zu erfüllen. Dadurch bleibe der Preis weiterhin relativ hoch.
Die Kapazität der Batterie muss im Verhältnis stehen mit dem, was man effektiv mit der Maschine machen will.
„Ausgewogene Autonomie“
Niels Lindner, Area Manager Northern Europe von adiatek, bringt zum Thema Reinigungsroboter den Begriff „Ausgewogene Autonomie“ ein: „Das bedeutet, die Kapazität der Batterie muss im Verhältnis stehen mit dem, was man effektiv mit der gesamten Maschine machen will. Für eine Reinigungsfläche von 500 Quadratmetern zum Beispiel braucht man eine bestimmte Batterie-Kapazität, man braucht aber parallel dazu auch die entsprechende Wassermenge“, erklärt Lindner. Wenn man die nicht habe und man zwischendurch befüllen müsse, werde es extrem aufwändig, und das dürfe nicht passieren. „Wenn man eine kleine Maschine entwickelt, muss man dabei immer bedenken, dass das Gewicht der Maschine relevant dafür ist, wie viel Bürstendruck man auf den Boden bringt. Bei eine stark verschmutzten kleinen Umgebung, Beispiel Automechaniker oder Reifenservice, soll das Gerät richtig schrubben, man hat aber nur diesen kleinen Einsatzbereich. Das heißt, für diesen Einsatz müssen wir eine kleine und schwere Maschine bauen, damit sie viel Bürstendruck auf den Boden bringen kann, und das ist schwierig.“ Alles an diesen Maschinen sei heute aus Kostengründen leicht. Die Batterien seien zwangsläufig Lithiumbatterien, denn die Maschine solle ja permanent arbeiten. „Wenn ich einen Roboter bezahlen muss, der selbstverständlich viel mehr kostet, weil die Investitionskosten für die Entwicklung so hoch sind, dann muss ich ihn auch amortisieren“, wobei es nicht reiche, ihn in einer verkürzten Abschreibungszeit – 5 Jahre – zu amortisieren, das sei zu lang, da denke kein Mensch mehr darüber nach. 2 Jahre seien das Maximum, was man den Leuten zumuten könne. „Schließlich will man mit dem Roboter ja Geld verdienen.“
Einsatz auch auf kleineren Flächen
Die Sensorik sei nun auch für den Einsatz auf kleineren Flächen soweit, nur sei sie noch sehr teuer. Wenn ein Roboter 12.000 Quadratmeter jeden Tag reinigen müsse, Beispiel Shopping Mall, dann habe man eine Kalkulation, die es erlaube zu sagen, in 2 Jahren sei die Maschine nur durch die Einsparung an Personal bezahlt, sagt Lindner. Das kriege man bei einer 500-Quadratmeter-Maschine nicht gerechnet. „Wenn es dafür eine Massenproduktion gäbe, und das hieße dann, auch ein Haushaltsgerät bauen, dann wäre es machbar“, sagt Lindner. „Aber dafür gibt es im Moment keinen interessierten Hersteller. Die Hersteller, die wir zur Zeit für den Robotikmarkt haben, sind entweder solche, die über die Entwicklung in diesem Markt versuchen, ihre Technologie aufzubauen, um sie dann auch in ganz anderen Märkten zur Anwendung zu bringen. Die sind nicht daran interessiert, Masse zu produzieren, sondern die fokussieren sich im Moment auf Technologe, auf eine gute Zusammenarbeit mit dem Hersteller, der sie dann einbaut.“ Da sei man also noch lange nicht bei Volkswagen, Audi & Co., die Massen an Autos herstellten und es sich leisten könnten, jedes Bauteil selber zu designen.
Die Systeme wurden durch KI erweitert, sodass die im Einsatz befindlichen Roboter sich selbst optimieren können.
Individuelle Ausstattung
„Wir (adiatek, Anm.) bauen unsere Maschinen für die individuelle Anwendung, statten sie entsprechend individuell aus“, erklärt Lindner. Denn da gibt es viele Details, die wichtig sind, sie zu individualisieren, weil der Anwender selbst entscheiden muss, nicht nur den Batterietyp, sondern es ist auch die Saugfußbreite, die variieren kann, es ist auch die Frage, ob ein Ladegerät eingebaut sein soll oder nicht, da gibt es Vor- und Nachteile, es ist nicht generell richtig, ein Ladegerät einzubauen. Es gibt Anwendungssituationen, wo das nicht richtig ist, Beispiel Schwimmbad mit hoher Luftfeuchtigkeit und Chlorgas in der Luft, korrosive Luft, welcher man kein Ladegerät aussetzen will, sondern dieses irgendwo abseits haben will. Während in anderen Fällen, etwa wenn das Gerät jeden Tag an verschiedene Einsatzorte gebracht wird, ein eingebautes Ladegerät sinnvoll ist, sonst kann es irgendwann verloren gehen.“ Wenn der Roboter sich in 2 Jahren amortisiere, werde er vom Markt akzeptiert. „Wir müssen das aber beweisen können, das heißt, wir müssen es den Kunden vorrechnen können – mit Parametern, die sie von ihrem jeweiligen Berufszweig her auch verstehen können. Wir gehen jedenfalls grundsätzlich davon aus, dem Kunden zu helfen, mit der Maschine Geld zu verdienen.
Mit Künstlicher Intelligenz
Beim Hersteller Gausium ist in die neuesten technischen Weiterentwicklungen in der Robotik auch schon das Thema Künstliche Intelligenz (KI) mit eingeflossen. Die Systeme wurden durch diese Schritte erweitert, sodass die im Einsatz befindlichen Roboter sich selbst optimieren können, optimieren dahingehend, zum Beispiel wenn es um Randabstände zu Mobiliar oder zu Regalen geht. Auch wenn es um Personenerkennung geht, können die Systeme heute selbstständig unterscheiden, ob da ein Mensch davor steht, und sich entsprechend anders verhalten als bei einem feststehenden Hindernis wie einer Palette oder Gitterbox, wo der Roboter dann etwas dynamischer unterwegs ist. Das ist aufgrund der KI möglich. Durch die neue Sensorik ist der Roboter auch in einer dynamischen Umgebung besser anwendbar. Was vor ein paar Jahren noch eine statische Umgebung abverlangt hat, damit der Roboter sich auskennt, kann heute durch die KI und die verbesserte Sensorik auch mal eine Deckenabtastung vorgenommen und dadurch in der Umgebung viel besser und sicherer navigiert werden.
