Multi Robotic Indoor System: Peter Kohout und Günther Cwirio

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Engineering mal 2
06/14/2014

Roboter erkunden unwegsame Räume

Jugend-Innovativ 2014, Engineering/Maschinenbau-Mechatronik: Roboter erkunden unwegsame Räume, Schiffs-Überwachung, Biker-Nai

von Heinz Wagner

Es brennt und raucht. Oder giftige Chemikalien dampfen durch die Räume. Oder das Gelände ist zerstört, verschüttet, zu eng... Wie auch immer – Ausgangspunkt für die Überlegungen und den späteren Einsatz der Erfindung von Peter Kohout und Günther Cwirio aus der Villacher HTBLuVA waren Szenarien wo Menschen Räume nicht erkunden können oder soll(t)en. Der Anstoß zur Diplomarbeit Multi Robotic Indoor System, entsprechende selbst fahrende Erkundungsroboter zu entwicklen, kam beiden bei einem Praktikum an der Alpen-Adria-Universität der Kärntner Landeshauptstadt.

Weiter entwickeln

Im Computer generierten sie die Simulation eines Klagenfurter Bürogebäudes, durch das sie ihre digital hochgerüsteten Roboter fahren lassen. Die fotografieren alles rundum und sind untereinander vernetzt, senden einander gegenseitig die Daten zu wodurch sich laufend eine Erweiterung des Gesamtbildes ergibt. Die beiden Schüler hatten nicht nur die Grundidee, sie schrieben vor allem das Netzwerkprotokoll, das nichts außer die beteiligten Roboter, die über einen leistungsstarken Linux-Kleinrechner verfügen, die auch noch gleich automatisch ein eigenes WLAN schaffen, benötigt. Obendrein ließen sich Kohout und Cwirio ein Tool einfallen, das sogar Daten, die dazwischen verloren gehen könnten, wieder auftauchen lässt. Trotz Sieges in der Kategorie Elektrotechnik/Elektronik, der Einladung zur berühmten INTEL ISEF, der Wissenschafts- und Ingeneursmesse in den USA im kommenden Jahr und einem Preis an der genannten Uni, geben sich die Jung-Erfinder nicht zufrieden. Als nächstes wollen sie ihre Roboter noch mit Wärmebildkameras ausstatten, um sie auch in sehr unwegsamen Gelände nach Verschütteten suchen lassen zu können.

Schifferl checken

Shiptronics – Ship Security System
Eine Meldung in den lokalen Medien bestärkte drei Schüler der Klagenfurter HTL Mössingerstraße in ihrem Vorhaben. Auf dem Wörthersee war ein geankertes Motorboot abgesoffen, nachdem nach einem Riss in der Abdeckplane ímmer wieder Regenwasser ins Boot gedrungen war. Josip Durdević, Alexander Mikula und Marko Mršić hatten sich daran gemacht, ein schlaues Fern-Überwachungssystem für Segel- und Motorboote zu entwickeln.

„In der Bilge, das ist der unterste Raum vom Boot“, so das Trio, „misst unser Microcontroller die Luftfeuchtigkeit. Übersteigt sie einen Grenzwert, wird automatisch eine SMS geschickt. Der Eigentümer kann dann das Servicepersonal vor Ort am Hafen oder in der Marina alarmieren. Wir messen auch den Ladestand der Batterie. Das ist gerade bei Motorbooten wichtig. Wenn du losfahren willst und die Batterie ist fast leer, wartest du schon lange, bis du endlich starten kannst.“

Echt-Test

Da die Boote ja im Freien stehen, war der Echt-Test, den der betreuende Lehrer schon aus Eigeninteresse verfolgte (Bootsbesitzer), wirklich hart. Neben der tatsächlichen Witterung simulierten die drei Schüler alle möglichen Ausnahmefälle. Bei allen Eventualitäten soll ihr Schiff-Sicherheits-Überprüfungssystem ja funktionieren.

Neben dem zweiten Platz in der Elektrotechnik/Elektronik-Abteilung der Kategorie Engineering wurde das Projekt mit der Einladung zur Erfindermesse nach Nürnberg sowie zur einwöchigen Wissenschafts- und Technologie-Studienreise nach Washington belohnt.

Biker-Navi

mona – Motorcycle Navigations System
Manchmal sind Schockerlebnisse ausschlaggebend für eine Erfindung. Michael Rieger, der gemeinsam mit Michael Krejci und Fabian Pries das letztlich drittplatzierte Elektronik-Projekt mona – Motorcycle Navigations System entwickelte, erinnerte sich an die Zeit als er den Motorradführerschein machte. Ein bisschen angst und bang sei ihm geworden als er Biker sah, die auf dem Tank ihre Landkarte fixiert hatten, um sich zu orientieren. Auch nicht viel besser wär's, würde dort ein Navi festgeschnallt sein. Aber Navi, das war schon die Richtung, in die das Trio aus der HBTBLuVA Salzburg dachte.

Inserts im Helmvisier
VOR Fahrtantritt oder in einer Pause wird das (nächste) Ziel eingegeben. Via Bluetooth werden die Daten dann an ein im Helm integriertes Modul übertragen. Das kleine Display, das im Prototypen-Modell noch seitlich angebracht ist würde wie bei der Datenbrille Google Glass ins durchsichtige Visier des Helms eingeblendet, also angezeigt ohne den Blick von der Straße wenden zu müssen.

Die drei Schüler, die schon darauf verweisen, dass ähnliche Entwicklungen auch andernorts, beispielsweise nennen sie US-Start-Ups am Laufen sind, haben ihr Projekt, in dem sie auch die Platine ihres Helmmoduls selbst entwickelten und löteten, übrigens via Crowdfunding finanziert. „Als Diplomprojekt ist es jetzt fertig, aber während unseres Studiums im nächsten Jahr werden wir es sicher weiter entwickeln“, kündigen die drei an, die auch zum Innovations-Bewerb nach Bejing (China) eingeladen wurden. Ein weiteres Ziel: Steuerung mittels Augenbewegung.

Bild: Fabian Pries, Michael Krejci und Michael Rieger

RETINA - bald im Einsatz

RETINA – Realtime Traffic Information Analysis
Und noch ein Verkehrsprojekt. Sogar mit Zusage realen Einsatzes der Stadt Weiz. Die plant eine rund 28 Millionen Euro kostende Umfahrung. Davor wird an fünf Stellen der Verkehr gezählt. Eine dieser Messstellen wird mit RETINA, so das Kürzel für die Erfindung zweier Schüler der BHAK Weiz, ausgestattet. David Grießauer und Adrian Spataru haben nach Recherchen in den vergangenen Sommerferien relativ rasch einen Prototypen für Realtime Traffic Information Analysis, also die Erfassung von Verkehrsströmen in Echtzeit programmiert und gebaut. Damit ihre Videoerfassung auch nicht dem Datenschutz widerspricht, wird der Verkehr an beispielsweise einem Kreisverkehr nur in schwarz-weiß-Grobbildern erfasst, lediglich die Größe der Fahrzeuge – ob PKW oder LKW – wird noch angezeigt. Berechnet wird die Frequenz, die Geschwindigkeit und die Fahrtrichtung. Diese Daten könnten in der folge in die Steuerung von folgenden Ampeln oder anderen Leitsystemen einfließen.

Ein Anerkennungspreis für das Elektronik-Projekt, vor allem aber der reale Einsatz von RETINA sind der bisherige Lohn der Arbeit.

Bild: David Grießauer und Adrian Spataru

Leucht-Laufband

RoadLED
Mehr als ein Drittel aller Toten im Straßenverkehr geht auf Unfälle zurück, bei denen das Fahrzeug von der Fahrbahn abkommt. Das brachte Jakob Feldbauer und Maximilian Gruber von der HTL Braunau auf die Idee, sich dazu Hilfsmittel zu überlegen. Für so manche, die bei schlechter Sicht unterwegs sind, könnte RoadLED eine (Über-)lebens-Hilfe sein. An Leitschienen angebrachte Reflektoren weisen zwar den (Straßen-)weg, aber immer nur gerade dort, wo das Licht drauf fällt. Die Erfindung der beiden mit einem Anerkennungspreis bedachten Schüler würde die nächstfolgenden Reflektoren mit aufleuchten lassen und so den weiteren Weg - insbesondere bei engen oder unerwarteten Kurven wichtig -, anzeigen. Ein Mikrocontroller in jedem Modul startet vom jeweils ersten angestrahlten Reflektor die nachfolgenden LED wie in einer Art leuchtendem Laufband.
Auf der L503, der Oberinntalstraße, läuft schon ein Feldtest.
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