Die FH Graubünden hat an der ARCHE 2023 einen Verbundeinsatz von Drohne und Bodenfahrzeug vorgestellt. Drohne und Fahrzeug sollen im Zusammenspiel so agieren, dass beispielsweise Giftstoffe oder radioaktive Stoffe – am Boden wie auch in der Luft – aufgespürt werden können. Zudem werden die Messdaten der Sensoren in einer Karte dargestellt.

Vom 10. bis 14. Juli 2023 fand in Avully (Kanton Genf) – und damit zum ersten Mal in der Westschweiz – die Veranstaltung «Advanced Robotic Capabilities for Hazardous Environments», kurz ARCHE, statt. ARCHE ist das Resultat einer Zusammenarbeit zwischen dem von armasuisse Wissenschaft und Technik geleiteten Schweizer Drohnen- und Robotikzentrum (SDRZ), dem Lehrverband Genie/Rettung/ABC und der ETH Zürich. Die Plattform ARCHE soll es ermöglichen, Erkenntnisse über Robotikanwendungen zugunsten der Armee und anderer Behörden mit Sicherheitsaufgaben im Bereich der Katastrophenhilfe zu gewinnen und den Einsatz von Robotik in diesem Rahmen zu beurteilen.

Im Projekt CBRN-Sensorschwarm werden die bisher am Institut für Photonics und Robotics erarbeiteten mobilen Fähigkeiten der chemischen und radiologischen/nuklearen Sensorik an Land und in der Luft zusammengeführt. Mit chemischen und radiologischen Detektoren ausgerüstete unbemannte Luftfahrzeuge (Unmanned Aerial Vehicles, UAV) sowie ein unbemanntes Bodenfahrzeug (Unmanned Ground Vehicle, UGV) mit radiologischem Detektor sollen gleichzeitig im Einsatz sein und gemeinsam von einer Bodenstation aus kontrolliert werden. Das dazu notwendige Schwarm-Steuerungsnetzwerk soll sich primär auf die Skynode-Hardware und die Ground-Control-Software der Schweizer Firma Auterion stützen. Die gewonnenen Informationen sollen in der Folge in eine kombinierte Hazard Map fliessen, anhand derer in einem Lagezentrum die Entscheidungen zum weiteren Vorgehen unterstützt werden. Dies bietet den Vorteil, dass situationsabhängig weitere Roboter schnell und verlässlich über die gleiche Bodenstationssoftware kontrolliert und ihre Einsatzdaten in der Hazard Map dargestellt werden können.

Das Projekt wurde erfolgreich abgeschlossen und als Forschungsbericht für armasuisse Wissenschaft und Technologie aufbereitet. Den Proof of Concept unseres Forschungsbeitrags konnten wir während der Integrations- und Übungswoche ARCHE im Juli 2023 sowohl armasuisse als auch hochrangigen Persönlichkeiten aus den Bereichen Militär und Zivilschutzorganisation präsentieren. Dabei wurden Sensoren, z. B. der radiologische Sensor der Firma Arktis, auf Robotern verschiedener Hersteller und Projektpartner (z. B. Freefly Astro (UAV), Pulsed Power Systems ARTHUR (UGV) und FHGR boarAI) über eine Instanz einer Open-source-Ground-Control-Software geführt. Zusätzlich haben unsere Teamkolleginnen und -kollegen vom Institut für Software der Ostschweizer Fachhochschule (OST) eineVirtual-Reality-Brille mit den 3D-Umgebungsdaten und den Live-Trajektorien der Roboter versorgt, um eine weitere virtuelle und fernübertragbare Darstellungsmöglichkeit der Lage vor Ort zu haben.

Im Zuge der ARCHE-Testkampagne 2023 wurde die erfolgreiche Integration verschiedener unbemannter Systeme und Sensoren in eine Instanz der Ground-Control-Software präsentiert. Entscheidend zum Erfolg beigetragen hat das Software-Team des OST-Instituts für Software unter anderem mit der parallelen VR-Darstellung der live durchgeführten Drohnenmissionen. Ebenso haben die Beiträge von Pulsed Power Systems mit ihrem situativ hinzugezogenen Bodenroboter ARTHUR sowie die radiologischen Sensoren der Firma Arktis die gesamte Aktion bei der ARCHE 2023 zu einem Erfolg gemacht.

 

Zusätzlich sind folgende Personen am Projekt beteiligt:

• Timon Erhart
• Dominic Klinger
• Prof. Dr. Farhad Metha
• Sylvain Pinguet
• Dr. Emil Spahn
• Konrad Stinissen

Beteiligte

Das Projekt wurde vom Institut für Photonics und Robotics (IPR) umgesetzt zusammen mit dem Institut für Software (Ostschweizer Fachhochschule), Pulsed Power Systems und Arktis Radiation Detectors Ltd.