Künstliche Intelligenz und Robotik sind hochaktuelle Technologie-Themen (SATW Technology Outlook Apirl 2017):
„Wurde Künstliche Intelligenz zu Beginn hauptsächlich für die Analyse digitaler Texte und Zahlen verwendet, so wird dem System nunmehr in mehreren Rechengängen die Fähigkeit antrainiert, Assoziationen herzustellen. Im Bereich der Bild- und Spracherkennung wurden mithilfe solcher neuen Algorithmen enorme Fortschritte verzeichnet. Die Anwendungsmöglichkeiten sind extrem vielfältig:
Analyse von Satellitenaufnahmen, Drohnen, bildgebende Geräte in der Medizin, Robotik, selbstfahrende Autos.
Damit sie präzise arbeiten, werden traditionelle Robotersysteme (Industrieroboter) steif und positionsgeregelt betrieben. Das erfordert eine abgeschlossene Umgebung, da solche Systeme auf ein unstrukturiertes Umfeld unzureichend reagieren.
Heute hingegen werden flexible und intelligente Roboter entwickelt, die kein Sicherheitsrisiko für den Menschen darstellen und Hand in Hand mit ihm zusammenarbeiten können, in der Industrie genauso wie in der Medizin oder im Privatbereich.
Serviceroboter unterstützen den Menschen bei der Arbeit oder zu Hause. Flugroboter bewähren sich in der Landwirtschaft und bei Search-and-Rescue-Missionen.
Diese neuen Roboter müssen ihre Umgebung in ihrer ganzen Komplexität wahrnehmen und verstehen können. Smart Sensoren mit eingebetteter Vision-Sensorik spielen hierbei eine entscheidende Rolle.“
Autonome Gebäudenavigation
Lokalisierung und Navigation in Gebäuden ist aufgrund der Nichtverfügbarkeit von GPS-Signalen aktuell ein grosses Thema in Forschung und Innovation.
Das CC ISN entwickelte in Zusammenarbeit mit der AIONAV Systems AG ein Verfahren für ein autonomes System, das auf der Fusion der Daten aus einer IMU (Inertial Measurement Unit) mit Bilddaten aus einem Visionssensor basiert und welches auf kommerzieller Smartphone Hardware läuft.
Eine interessante Applikation ist ein voll-autonomes Navigationssystem für Sehbehinderte AIONAV®-4VIP, bei dem zusätzlich zur Navigation aufgrund der Verfügbarkeit eines Visionssensors eine Hinderniserkennung integriert wird. AIONAV®-4VIP wurde für das Finale des Swiss Technology Award 2012 ausgezeichnet.
Vision-basierte Überwachung von Hochspannungsleitungen
Hochspannungsleitungen müssen von Gesetzes wegen kontinuierlich auf Beschädigung und möglichen Kurzschluss mit angrenzender Vegetation überprüft werden. Zudem muss für die verschiedenen Stromleitungen ein (mehrjähriger) Wartungsplan basierend auf einer aktuellen Zustandsanalyse erarbeitet werden.
Die Zustandsanalyse erfolgt heute mit bodengestützten Missionen (z.B. durch Ablaufen oder Abfahren der Leitungen)oder mit bemannten Helikoptern. Beide Varianten sind sehr kostenintensiv und auch mit Risiken verbunden.
Unbemannte Fluggeräte (Unmanned Aerial Vehicles UAV) bieten hier alle Vorteile einer luftgestützten Mission, sind aber deutlich günstiger als die o.g. heutigen Optionen. Dabei erfolgt die Navigation durch Echtzeitvideoanalyse bezüglich der Position der Masten und Leitungen und mit der Fusion mit den Missionsdaten des UAV.
Das CC ISN hat dieses Konzept bereits erfolgreich getestet. Gemeinsam mit dem Industriepartner Aeroscout GmbH und der Helikopterdrohne Scout B1-100 UAV konnten dabei reale Videodaten aufgenommen und für die Videoauswertung genutzt werden.
Partnerschaft maxon motor und CC ISN
maxon motor ist weltweit bekannt für seine präzisen und kompakten Elektromotoren. Antriebssysteme von maxon motor fliegen zum Mars, bringen Roboter zum Laufen oder treiben chirurgische Geräte in Operationssälen an. Das Unternehmen will in Zukunft aber auch auf komplette mechatronische Systeme mit intelligenter Steuerung setzen. Die beiden Partner streben eine langfristige Zusammenarbeit an, von der beide Seiten profitieren. Die Hochschule bringt ihr umfassendes Wissen, Fähigkeiten in Forschung & Entwicklung in Mechatronik, Robotik und Embedded Systems ein, während maxon motor über Praxiserfahrung verfügt und neuste Motoren und Komponenten zur Verfügung stellt. Auf dieser Basis werden im neuen Maxon-Lab intelligente mechatronische Systeme entwickelt.
