Projekt

TransTerrA

Semi-autonome kooperative Exploration planetarer Oberflächen mit Errichtung einer logistischen Kette sowie Betrachtung terrestrischer Anwendbarkeit einzelner Aspekte

Semi-autonome kooperative Exploration planetarer Oberflächen mit Errichtung einer logistischen Kette sowie Betrachtung terrestrischer Anwendbarkeit einzelner Aspekte

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Robotische Systeme, die selbständig Aufgaben auf fremden Planeten oder Monden durchführen können, eignen sich auch besonders für den Einsatz auf der Erde. Dazu zählen Bereiche wie maritime Ressourcenbewirtschaftung, Search and Rescue und die medizinische Rehabilitation. Ziel des Projekts TransTerrA ist es, Weltraum-Technologien des DFKI im Rahmen eines komplexen Szenarios weiterzuentwickeln und für irdische Anwendungen nutzbar zu machen.

Szenario:Roboterteam erforscht Mondoberfläche

Für die Erkundung unseres Sonnensystems erlangen komplexe robotische Missionen immer größere Bedeutung. Immer aufwendigere Experimente, die Rückführung von Proben oder gar die Vorbereitung bemannter Missionen zu fremden Himmelskörpern wie Mond oder Mars können nicht mehr nur durch einzelne Systeme durchgeführt werden sondern müssen auf mehrere Missionen verteilt werden. Das TransTerrA-Szenario zeigt die (semi-)autonome Exploration planetarer Oberflächen durch die Kooperation eines Rovers und eines Shuttles. Die Aufgabe des Shuttles ist die Versorgung des Rovers, wofür logistische Ketten, also der Aufbau zuverlässiger Versorgungswege über mehrere Stationen hinweg, notwendig sind. Menschliche Operatoren auf der Erde können über neuartige Mensch-Maschine-Schnittstellen in die Mission eingreifen.

Für den Aufbau einer Logistikkette werden sog. Base-Camps eingesetzt, um große Entfernungen zwischen Lander und Rover überbrücken zu können. Je nach Aufgabe, also ob es sich um ein Depot für Energie oder Bodenproben handelt oder eine Relaisstation für Kommunikation, können die Base-Camps durch Funktionsmodule erweitert werden. Base-Camps, austauschbare Funktionsmodule, Rover und Shuttle haben eine kompatible Dockingschnittstelle, sodass sowohl Shuttle als auch Rover die Base-Camps durch angelieferte Module modifizieren und diese auch untereinander austauschen können.

Der Rover basiert auf dem im Projekt RIMRES entwickelten Rad-Schreit-Hybriden Sherpa, der Shuttle auf dem Roboter Asguard, ein Ergebnis des Projekts iMoby. Im Rahmen der Weiterentwicklung wird für Sherpa gleichzeitig die Technologiereife und damit die Weltraumtauglichkeit von Subkomponenten gesteigert. Der Missionsleitstand, also die Schnittstelle zwischen menschlichem Operator und Explorationsroboter, besteht einerseits aus einem Oberkörper-Exoskelett, wie es im Projekt Capio entwickelt wurde, zur Steuerung der Systeme, und andererseits aus modernen Visualisierungsmethoden wie 3-dimensionalen Multiprojektionsflächen und Head-mounted Displays (HMDs). Die Erfahrungen aus dem Projekt IMMI werden dazu genutzt, die Leitstandtechnologie unter Berücksichtigung psycho-physiologischer Daten wie EEG und Eye-Tracking zu optimieren.

Technologietransfer in terrestrische Anwendungen

Die im Weltraumexplorationsszenario erarbeitete robotische Technologie der Einzelsysteme und ihrer Kooperation inklusive der logistischen Kette und entsprechender Mensch-Maschine-Schnittstelle wird in die terrestrischen Anwendungsbereiche Search and Rescue, Maritime Ressourcenverwaltung und Rehabilitation übertragen. Das demonstriert die Austauschbarkeit und gegenseitige Anwendbarkeit von Technologien aus der Weltraum- und der terrestrischen Robotik. Dabei wird für jeden dieser Anwendungsbereiche ein eigenes Szenario definiert und über dieses die Übertragbarkeit der Technologien und Systeme demonstriert.

Publikationen zum Projekt

Elsa Andrea Kirchner, Stephen Fairclough, Frank Kirchner

In: S. Oviatt, B. Schuller, P. Cohen, D. Sonntag, G. Potamianos, A. Krueger (Hrsg.). The Handbook of Multimodal-Multisensor Interfaces. 3 Morgan & Claypool Publishers San Rafael, CA 2019.

Zur Publikation
Christian Neu, Elsa Andrea Kirchner, Su-Kyoung Kim, Marc Tabie, Christian Linn, Dirk Werth

In: Fred D. Davis, René Riedl, Jan vom Brocke, Pierre-Majorique Léger, Adriane B. Randolph (Hrsg.). Information Systems and Neuroscience NeuroIS Retreat 2018. Seiten 211-220 ISBN 978-3-030-01087-4 Springer 11/2018.

Zur Publikation

Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz
German Research Center for Artificial Intelligence