Projekte Smart Sensors and Applied Robotics

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

Zur Bestimmung von Sturmschäden in Waldgebieten wurde eine Software entwickelt, die es ermöglicht, in von Drohnen aufgenommenen Luftbildern umgestürzte Bäume zu detektieren, zu vermessen und geografisch zu lokalisieren. Damit wird die Schadensanalyse schneller, effizienter und weniger gefährlich.

Im Projekt werden innovative Ansätze aus den Bereichen Robotik, Sensorik, Regelungstechnik, Datenübertragung und Bilderkennung evaluiert, um den Stand der Technik in der alpinen Luftrettung durch innovative technologische Ansätze zu erweitern.

In der Automatisierung ist das Thema «Griff in die Kiste» (Robot Bin Picking) seit Jahren ein Trend. Statt dem Roboter alle Teile aufwändig in einer Halterung zuführen zu müssen, werden die Teile unstrukturiert in einer Kiste bereitgestellt. Mittels Sensorik wird die Lage der Objekte erkannt, ein zu greifendes Objekt ausgewählt und vom Roboter gegriffen.

Benutzerpositionsabängige adaptive Darstellung von 3D-Daten (z.B. CAD-Werkstück) ohne zusätzliche stereoskopische Hardware.

Das Projekt hat das Ziel existierende smarte Strassenlaternen mit zusätzlicher Sensorik auszustatten. Diese Sensorik soll nicht nur Objekte detektieren können, sondern auch den Objekttyp, sowie die Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit liefern.

boarAI ist ein Unbemanntes Bodenfahrzeug (UGV), das ferngesteuert navigiert. Zwei Nutzlasten wurden im Zuge des Projektes realisiert und integriert: Tridirektionaler Gammadetektor der Firma Arktis, der radioaktiv strahlende Hotspots in ihrer Intensität und Dimension misst. Andere Gefahrstoffsensoren sind denkbar. Und ein Rettungshaken mit ferngesteuertem Anbringemechanismus zur Rettung von bewusstlosen Personen.

birdAI ist ein Unbemanntes Luftfahrzeug (UAV), das ferngesteuert oder über automatische GPS-Wegpunktfolge navigiert. Als Nutzlast trägt es zum Beispiel einen unidirektionalen Gammadetektor der Firma Arktis, der radioaktiv strahlende Hotspots in ihrer Intensität misst. Andere Gefahrstoffsensoren sind denkbar. Das Projekt wird gefördert durch das Schweizer Drohnen- und Robotikzentrum (SDRZ) der Armasuisse Wissenschaft und Technologie.

Das Projekt beschäftigt sich mit Möglichkeiten autarke Segelflüge durchzuführen. Der Fokus liegt dabei auf der Einsparung von Energie im Flug, was längere Flugzeiten und damit grössere Einzugsbereiche für Operationen erlaubt. Zusätzlich haben Segelflugdrohne generell eine viel geringere Lärmemission als Standard-Drohnen mit Tragflächen oder Helikopterdrohnen.

Im Projekt «Multispektrales TOF» wurde eine Kamera entwickelt, mit der sowohl drei räumliche Dimensionen aufgelöst als auch eine begrenzte Anzahl spektraler Datenpunkte aufgenommen werden können. Da die spektrale Achse nur als halbe Dimension gewertet wird, ergibt sich die Bezeichnung des Systems als 3.5D-Kamera. Die Umsetzung konnte mittels zweier unterschiedlicher experimenteller Ansätze erfolgreich demonstriert werden.

Durch die Verwendung von Leuchtdioden im sichtbaren Bereich wurden 3D-Time-of-Flight- Kameras für den Einsatz in Unterwasserumgebungen optimiert. Dies ermöglicht es, Bewegungsabläufe mit Gegenstandsweiten im Meterbereich zeitlich und in drei räumlichen Dimensionen aufzulösen.

Für seine neu gestalteten Räumlichkeiten suchte das Museum für Gestaltung Zürich ein Objektsicherungssystem, das sowohl den funktionalen als auch den optischen Anforderungen eines Design-Museums gerecht wird. Dabei sollten offene Exponate vor Berührungen geschützt werden, ohne dass sie dafür durch eine Glasscheibe getrennt sind.

Entwicklung eines unbemannten Wasserfahrzeugs (unmanned surface vessel, kurz USV) zur Erstellung von georeferenzierten Orthofotos des Gewässergrundes in ufernahen Bereichen. Aktueller Hintergrund ist die Unterstützung von Fachleuten, z.B. Biologen und Biologinnen, beim Screening und Monitoring von Wasserpflanzen.