RoboTraces – Moderne Logistik mit Hilfe von Mikromobilen

In Kooperation mit der Technischen Universität Bergakademie Freiberg geht ein Team der Hochschule Schmalkalden im Projekt „Robotraces. Robots are in town“ der Frage nach, wie Formen des automatisierten Warentransports mithilfe von Mikromobilen in der Zukunft organisier- und optimierbar sind.

Testfahrt durch Freiberg | Foto: Hochschule Schmalkalden

Unzählige Akteure aus verschiedenen Bereichen von akademischer Wissenschaft über kommerzielle Projekte bis hin zu Programmen der öffentlichen Verwaltung sind damit beschäftigt, neue Konzepte der individuellen Mobilität zu denken und ihre technische sowie rechtliche Realisierung voranzutreiben. Weniger Aufmerksamkeit erhalten hin gegen kleinere autonom operierende Systeme, sogenannte Mikromobile, die Fuß- und Radwege nutzen. Diese Transportfahrzeuge bringen Waren selbststeuernd von Punkt a zu Punkt b, säubern die Umgebung oder bringen E-Roller zu Mietstationen zurück. Trotz mancher Parallelen zum autonomen Fahren bestehen in diesem Bereich auch gänzlich eigene ingenieurwissenschaftliche Herausforderungen.

Kontaktbereiche von Menschen und Maschinen

Im Projekt „RoboTraces“ erschließt ein Team ein bis dato wenig beachtetes Transportmittel, das sich als ein Element im Transformationsprozess der modernen Mobilität und der Logistik ausnimmt.

Prof. Sebastian Zug von der Technischen Universität Bergakademie Freiberg und Prof. Frank Schrödel von der Hochschule Schmalkalden gehen nicht nur Fragen der technischen Umsetzung nach, ihr Ansatz wird um eine rechtliche und sozialwissenschaftliche Perspektive ergänzt. Diese zielt auf den praktischen Gebrauch der Roboter und deren alltäglichen Interaktionen mit Menschen.

Die kooperative Interdisziplinarität des Forschungsansatzes dient dazu, autonome Mikromobilität aus unterschiedlichen Blickwinkeln zu beleuchten: Neben den technischen Herausforderungen und den infrastrukturellen Bedingungen stehen die Akzeptanzkriterien der Gesellschaft im Umgang mit Robotern im Fokus.

Foto: Hochschule Schmalkalden

Das Ziel ist der Weg

Anders als die autonomen Fahrzeuge des Individualverkehrs sollen sich die Mikromobile in der Regel nicht auf Straßen bewegen, sondern auf Fuß- und Radwegen der Innenstädte. Sie befahren mithin öffentliche Bereiche, auf denen sich Passant:innen individuell fortbewegen. In der Folge entstehen Kontaktsituationen, für die neue Instrumente der Kommunikation zwischen Menschen und Robotern entwickelt werden müssen, also Formen gegenseitigen Verstehens.

Für die Ingenieure kommen zwei Aufgaben zusammen: Einerseits müssen sich die Roboter selbst steuern können und die Fähigkeiten haben, auf verschiedenartigem Terrain zu navigieren. Andererseits bewegen sich die Fahrzeuge in einem geteilten Raum, in dem sie auf andere Verkehrsteilnehmer reagieren müssen. Letzteres ist ein Problem, da diese Einschätzung unter anderem eine Prognose des menschlichen Handelns verlangt. Um potentielle Risiken einschätzen zu können, müssen die Roboter absehen können, wie Passant:innen agieren. Für diese Beurteilung bedarf es einer großen Menge an Daten über das Verhalten von Passant:innen im öffentlichen Raum, die bislang in der benötigten Form und Qualität nicht vorliegen und in einer einmonatigen Testphase gesammelt werden sollen.

Die Intention des Projektes ist es, die für die Akzeptanz zentralen Parameter der Indienstnahme autonomer Lieferroboter im öffentlichen Raum (wie Größe und Geschwindigkeit, Optik und Abstand) zu definieren und über eine systematische Datenerhebung Interaktionsmuster und objektive Rahmenbedingungen zu konkretisieren. In zwei urbanen Testgebieten in Gera und Freiberg wird der Einsatz der Roboter bis zum Herbst 2023 erprobt und die Reaktion der Umgebung im Umgang mit den Robotern gesichtet und wissenschaftlich ausgewertet. Durch die langfristige Anlage der Pilotphase können verschiedene Szenarien von Wetterverhältnissen bis hin zum unterschiedlichem Aufkommen von Passant:innen einbezogen und somit das Bild der gewonnenen Daten erweitert werden. So entsteht eine belastbare Datenlage, die weiteren Forschungsvorhaben als sicherer Ausgangspunkt dienen kann. Wir bedanken uns für die finanzielle Unterstützung des Projektes durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr unter dem Förderkennzeichen 19F1117A (Förderprogramm mFUND).

Neue Köpfe

Dr. Martin Schreivogel hat die Professur für die Grundlagen der Elektrotechnik inne.

Seine Forschungsschwerpunkte liegen unter anderem in den Bereichen der elektrochemischen Sensorik, der UV-LED-basierten Sensorik sowie der Gassensorik. Eines seiner bisherigen Projekte ist die Entwicklung vernetzter Luftgütemessgeräte für Smart-City-Anwendungen. Um die Messungen nicht auf Hotspots vielbefahrener Straßen zu beschränken und ein umfassenderes Bild von Effekten der Luftströmung für die Konzentration von Abgasen zu zeichnen, bedarf es einer Vielzahl an Messstationen und deren Verteilung im Stadtraum. Das so gewonnene Verständnis der Problemlage kann im Anschluss als Basis tragfähiger Lösungsansätze urbaner Mobilität dienen. Die technische Herausforderung bei der Entwicklung der Gassensoren war es, unter der Bedingung geringer Größe und Kosten gleichzeitig die Messgenauigkeit sicherzustellen. An der Hochschule widmet er sich nun unter anderem einem Projekt zur Optimierung von Brennstoffzellen.