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Eine schwäbische Putzhilfe auf Rollen

Der Roboter Care-O-bot wiegt 180 Kilo und ist 1,40 Meter groß. Er saugt Böden in Büros und leert die Papierkörbe.
Der Roboter Care-O-bot wiegt 180 Kilo und ist 1,40 Meter groß. Er saugt Böden in Büros und leert die Papierkörbe. © Foto: THOMAS ECKE, BERLIN
Ina Matthes / 05.01.2014, 19:01 Uhr
Berlin (MOZ) Ihnen ist keine Arbeit zu schwer und zu schmutzig: Reinigungs-Roboter, entwickelt vom Stuttgarter Fraunhofer-Institut IPA. Sind sie die Putzfrauen der Zukunft?

Ein roter Teppich mit schwarzen Punkten ist eine große Herausforderung für einen Putzroboter. Sind die dunklen Flecke Schmutz und müssen weg gesaugt werden?

Es war eine der kniffligsten Programmieraufgaben für die Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart, dem Roboter den Unterschiede zwischen "Das ist Design" und "Das kann weg" beizubringen, sagt Birgit Graf vom IPA. "Der Roboter lernt, wie ein reguläres Muster aussieht", erläutert die promovierte Informatikerin. "Die Bildverarbeitung erkennt dann ein Muster im Teppich. Und Unregelmäßigkeiten werden als Schmutz identifiziert."

Genau so ein gepunkteter Teppich ist in der Zentrale von Dussmann Service in Berlin verlegt. Dieser Unternehmensbereich des Dienstleistungs-Konzerns bietet unter anderem Gebäudereinigung an und hat den Stuttgarter Roboter Care-O-bot eine Woche lang getestet. Der 1,40 Meter große und 180 Kilo schwere Automat saugt Teppiche in den Büros und leert Papierkörbe. "Er soll den Fußboden zielgerichtet reinigen, nicht die gesamte Fläche einfach nur stumpf abfahren", sagt Frank Schermer von der Fachbereichsleitung Gebäudereinigung bei Dussmann.

Mit Hilfe von 3-D-Sensoren, Kameras und Laserscannern macht sich der Putz-Roboter ein dreidimensionales Bild seiner Umgebung und berechnet einen Pfad durch den Raum. Den fährt er dann gemächlich ab. Die schmutzigen Stellen kartiert der automatische Helfer zunächst nur in seinem internen Speicher. Erst in einem zweiten Schritt saugt Care-O-bot den Schmutz zielgerichtet weg. Dann hält er Ausschau nach dem Papierkorb. Um ihm das Finden zu erleichtern, haben die Fraunhofer-Forscher die runde Ablage mit einem Aufkleber mit Punkten markiert. Der Roboter greift den Papierkorb mit seiner dreifingrigen Hand, bewegt den klobigen Arm aus Metall behäbig nach oben und kippt den Inhalt fast in Zeitlupentempo in einen Container. Stühlen und Tischen weicht der Roboter aus, auch um entgegenkommende Menschen macht er einen Bogen. Aus Sicherheitsgründen, so die Fraunhofer-Experten, ist er auf langsame Bewegungen programmiert.

Die Reinigungsprofis von Dussmann sind mit den ersten Tests zufrieden. Die Unterscheidung zwischen Muster und Schmutz "hat sehr schnell ziemlich gut funktioniert", sagt Frank Schwermer. Der Roboter erkennt auch automatisch seine verschiedenen Werkzeuge - Greifhand oder Sauger - so wie ein Computer die Maus oder den USB-Stick identifiziert. Montieren kann der Roboter sein Werkzeug allerdings noch nicht selbst am Greifarm, beim Werkzeugwechsel müssen noch Menschen helfen.

Care-O-bot ist eine Forschungsplattform auf Rädern, ein Prototyp, mit dem die Fraunhofer-Forscher testen, wie sich Haushaltsroboter manövrieren lassen, wie sie ihre Umgebung wahrnehmen und welche Putzgeräte sie wie bedienen müssen. Dussmann begleitet die Entwicklung als Praxispartner und hat ein großes Interesse an künftigen Produkten. "Es wird immer schwieriger, Personal in ausreichender Menge zu bekommen", sagt Frank Schermer. Die Roboter könnten künftig für einfache, schwere Arbeiten eingesetzt, die Mitarbeiter hingegen für kompliziertere Reinigungsjobs qualifiziert werden. Verdrängen sollen Roboter die Angestellten "definitiv nicht", versichert Reiner Worbs, Vorstandsmitglied von Dussmann. Es gehe um Unterstützung für die Menschen, nicht um ihren Ersatz.

Roboter bringen dem Unternehmen verschiedene Vorteile: Sie könnten auch nachts reinigen, was bisher kaum gemacht wird, weil Nachtarbeit durch die Zuschläge für die Reinigungskräfte teurer ist. Roboter sparen Beleuchtungsenergie, weil die Maschinen mit eigenem Punkt-Licht fahren und Deckenlampen ausgeschaltet bleiben können.

Bis die ersten Roboter-Putzkolonnen nachts durch Büroflure rollen, werden noch vier, fünf Jahre vergehen, schätzt Sawa Tschakarow von der Schunk GmbH, die den Roboterarm und die Greifhand für die Stuttgarter Entwicklung hergestellt hat. "Was derzeit noch fehlt, sind Softwarelösungen", sagt Tschakarow. Der Roboter soll sich flüssiger bewegen können. Er soll mehr Werkzeuge bedienen, zum Beispiel auch einen Schrubber, und sie automatisch montieren.

Care-O-bot ist ein Basismodell für verschiedene automatische Putzhilfen, das sich für unterschiedliche Zwecke umrüsten und spezialisieren lässt. Dafür entwickeln die Fraunhofer-Forscher eine Softwarearchitektur, die es erlaubt, neue Werkzeuge und Programme für spezielle Aufgaben einfach hinzuzufügen. "Unser Ziel ist, Hersteller von Reinigungsmaschinen in die Entwicklung einzubinden", sagt Birgit Graf.

Zwischen 30 000 und 40 000 Euro dürfte so ein Putzroboter kosten, damit er für Dussmann interessant ist, schätzt Frank Schwermer. Das Forschungsmodell ist derzeit noch viel teurer, etwa eine Viertel Million Euro kostet es - ohne die Software.

So einen robotischen Helfer im eigenen Haushalt zu haben, das würde sich auch die Informatikerin Birgit Graf wünschen. Allerdings ist ein Putzroboter für die Industrie eine Nummer zu groß für den Privathaushalt. "Im Haushalt wird es zunächst kleine, spezialisierte Systeme geben", meint Birgit Graf. Erste kleine Saugroboter für zuhause gibt es bereits.

Komponenten aus der Entwicklung von industriellen Robotern könnten künftig mehr und mehr auch in Hausgeräten eingesetzt werden, meint die Wissenschaftlerin. Vielleicht ist es für gewöhnliche Staubsauger bald Standard, dass sie Schmutz selbst erkennen.

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