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DroneHub

Wie können uns Drohnen beim Bauen, Betreiben und Unterhalten von Gebäuden unterstützen? Der DroneHub im NEST wird nach Antworten auf diese Frage suchen. Geplant ist eine reale Testumgebung, in der Interaktionen von Drohnen und Kletterrobotern mit Infrastrukturelementen untersucht werden. Im Zentrum stehen anspruchsvolle Aufgaben, die von autonomen Robotern ausgeführt werden. Dazu gehören zum Beispiel die Inspektion von Fassadenelementen, die Reparatur von Rissen oder die Oberflächenreinigung in Bereichen, in denen die Arbeit für Menschen gefährlich ist. Das Ziel ist es, durch den Einsatz von Drohnen sowohl die Risiken für Menschen als auch die Betriebskosten zu senken.

Der DroneHub wird vom Empa Laboratory of Sustainability Robotics in Zusammenarbeit mit dem Imperial College London entwickelt. Er befindet sich derzeit in der Planungsphase.

Kontakt


Direktor Laboratory of Sustainability Robotics, Empa
Direktor Arial Robotics Lab, Imperial Collage London


Innovation Manager NEST


Partner
Der DroneHub ist offen für Partner aus der Industrie und deren Interessen. Eine Partnerschaft kann Folgendes umfassen:
 
  • Die Nutzung der Infrastruktur des DroneHub 
  • Gemeinsame F&E-Initiativen in den Bereichen Flugrobotik, Roboterautonomie und Digitalisierung der Infrastruktur 
  • Gemeinsame Bewerbungen bei Finanzierungsaufrufen und gemeinsame Entwicklung von Fallstudien 
  • Austauschprogramme und Rekrutierung von Talenten (Sabbaticals) 
  • Zugang zu Technologie-Foresights in den Bereichen Luft- und Infrastrukturrobotik und angewandte KI 
  • Zugang zum NEST-Netzwerk mit Partnern aus Forschung, Wirtschaft und öffentlicher Hand
  • Sichtbarkeit des Logos und Nutzung der NEST-Infrastruktur für Veranstaltungen und Besuche

Der DroneHub wird die folgenden Bereiche und Elemente umfassen

Additive Fertigung aus der Luft

Vision
Robotergestützte Reparatur- und Bauverfahren versprechen Fortschritte in Bezug auf Materialeffizienz, Produktionseffizienz und Sicherheit. Die additive Fertigung aus der Luft (Aerial Additive Manufacturing, AAM) ermöglicht eine parallele additive Fertigung mit mehreren Robotern und einem uneingeschränkten Bauraum in schwer zugänglichen Bereichen. Dadurch können Wartungsarbeiten wie die Reparatur von Rissen ohne Gerüste oder unterstützende Infrastruktur durchgeführt und Freiformkonstruktionen in der Höhe realisiert werden.

Experimenteller Bereich im DroneHub
Ein vertikaler Bereich ermöglicht den Einsatz von Drohnen für Inspektions- und Reparaturarbeiten an der Fassade. Die Wand dieses Bereichs ist mit austauschbaren Elementen und unterschiedlichen Oberflächen ausgestattet. Dies hilft den Forschenden, die Technologie des Aerial Additive Manufacturing je nach Oberfläche zu evaluieren und zu optimieren. Dadurch, dass sich der Drone Hub unter freiem Himmel, aber gleichzeitig innerhalb einer bestehenden Gebäudestruktur befindet, herrschen realistische Bedingungen hinsichtlich Wind, Wetter und sich daraus ergebenden Turbulenzen.

Biosphäre für die Umweltsensorik

Vision

Um angemessene Reaktionen auf die heutigen Umwelt- und Klimaherausforderungen zu finden, sind neuartige Sensortechnologien erforderlich. Zur Validierung von Klimamodellen benötigen Forschende Datensätze mit einer höheren zeitlichen und räumlichen Auflösung als die heute verfügbaren – insbesondere zur Überwachung von Einflüssen auf sensible Umgebungen. Robotik und Künstliche Intelligenz sind die Werkzeuge, die diesen Bereich weiterentwickeln können. Empa Sustainability Robotics entwickelt neue Ansätze für den Einsatz von Robotertechnologien, Sensorik und Datenanalyse, die in naher Zukunft in Wäldern, Seen und auf Gletschern zum Einsatz kommen werden.

Experimenteller Bereich im DroneHub
Im DroneHub wird eine natürliche Biosphären-Umgebung gestaltet, die Untersuchungen zu den Auswirkungen von nachhaltigen Roboter- und Sensortechnologien auf die Natur zulassen. Die Biosphäre ist so konzipiert, dass sie die Erprobung von Robotern aus biologisch abbaubaren Materialien durch langfristige Degradationstests in einer realen Umgebung ermöglicht. Im Hinblick auf eine nachhaltige Roboterwirtschaft wird ein Teil dieses Biosphärengebiets als Gewächshaus für den Anbau biohybrider Roboterstrukturen genutzt.

Schnittstellen zwischen Infrastruktur und Robotik

Vision
Für eine künftige Co-Existenz von Menschen und Robotern braucht es Schnittstellen  zum Beispiel Landeplätze für Drohnen und weitere interaktive Fassadenelemente. Einheitliche Designstandards für solche Schnittstellen würden die Integration von Robotern in unser tägliches Leben erleichtern. 

Experimenteller Bereich im DroneHub
Ein Teil des DroneHub wird als Laborbereich für Robotertests genutzt, deren Ziel ein Zusammenleben von Menschen und Robotern ist. Der Bereich verfügt über eine Schnittstelle mit der Aussenwelt, um den Austausch zwischen Robotiksystemen innerhalb und ausserhalb des Gebäudes zu untersuchen. Durch eine Abgrenzung mit einem Netz sind sichere Testflüge ohne Sondergenehmigungen möglich. Die Schnittstelle lässt zudem Non-Destructive Testing (NDT) mittels Drohnen und KI-gestützter Schadensanalyse zu.

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