Die Entwicklung eines Roboters für den Einsatz in einer Außenumgebung bringt ganz andere Anforderungen mit sich als der Betrieb auf einem ebenen, kontrollierten Untergrund. Das Gelände verändert sich, die zurückzulegenden Entfernungen werden größer, die Anforderungen an die Lokalisierung entwickeln sich weiter und die Sensoren müssen auch unter weniger vorhersehbaren Bedingungen verwertbare Daten liefern.
Für Teams in der angewandten Forschung und für F&E-Abteilungen ist die Wahl der mobilen Roboterplattform daher von entscheidender Bedeutung. Sie muss sich im Außenbereich bewegen können und gleichzeitig offen genug sein, um neue Sensoren, Navigationsalgorithmen, Wahrnehmungssysteme oder – je nach Projekt – Manipulationsfunktionen zu integrieren.
Genau hier positioniert sich der RB-VOGUI von Robotnik: ein omnidirektionaler Mobilroboter, der hauptsächlich für Outdoor-F&E-Projekte und die Entwicklung von Anwendungen in Bereichen wie Landwirtschaft und Industrie konzipiert wurde. Seine Architektur basiert auf ROS 2, und seine Konfiguration kann im Laufe des Projekts erweitert werden.
Der in Spanien von Robotnik entwickelte RB-VOGUI ist eine interessante Option für Teams, die mit einer in Europa konzipierten und entwickelten mobilen Roboterplattform arbeiten möchten.
Der RB-VOGUI ist ein autonomer Mobilroboter, der hauptsächlich für Projekte entwickelt wurde, bei denen Navigations-, Wahrnehmungs- oder Transportfunktionen in Außenumgebungen getestet werden sollen. Seine omnidirektionale Kinematik, seine Nutzlast von bis zu 150 kg und seine ROS-2-Architektur machen ihn zu einer besonders interessanten Entwicklungsplattform, wenn ein Projekt über die Laborumgebung hinausgehen soll.
Dank seiner modularen Bauweise können verschiedene Komponenten ergänzt werden, darunter GPS, 3D-LiDAR, spezielle Rechenleistung für Bildverarbeitung und KI sowie Module für die 3D-Lokalisierung und -Navigation. In der Version RB-VOGUI+ kann die Plattform außerdem mit einem Roboterarm von Universal Robots ausgestattet werden, um Anwendungen für die mobile Manipulation zu entwickeln.
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Eine mobile Plattform kann in einem Labor einwandfrei funktionieren und dennoch Schwierigkeiten haben, sobald sie mit realen Geländebedingungen konfrontiert wird.
Im Außenbereich muss der Roboter mit unebenen Oberflächen, wechselnden Steigungen, größeren Entfernungen, Hindernissen und variablen Umweltbedingungen umgehen. Diese Anforderungen wirken sich direkt auf Fortbewegung, Lokalisierung und Qualität der von den Algorithmen verwendeten Daten aus.
Der RB-VOGUI wurde speziell für den Einsatz im Innen- und Außenbereich entwickelt. Dank seines geländegängigen Fahrwerks kann er sich auf unebenen Flächen bewegen und behält dabei eine hohe Manövrierfähigkeit, insbesondere bei seitlichen Bewegungen und präzisen Neupositionierungen.
Diese Eigenschaft ist besonders interessant, wenn ein Projekt sowohl Mobilität auf unebenem Gelände als auch präzise Bewegungen rund um einen relevanten Bereich, eine Anlage oder eine Anbaufläche erfordert.
Der Roboter erreicht eine Geschwindigkeit von 2,5 m/s (9 km/h), kann bis zu 6 Stunden betrieben werden und eine Nutzlast von bis zu 150 kg tragen. Der RB-VOGUI verfügt außerdem über die Schutzart IP53 gegen Staub und Spritzwasser und kann Steigungen von bis zu 47 % bewältigen.
Bei einem F&E-Projekt entspricht die für die ersten Tests verwendete Konfiguration nur selten derjenigen, die mehrere Monate später zum Einsatz kommt.
Ein Team kann zunächst an der autonomen Navigation arbeiten und anschließend ein neues Lokalisierungsverfahren, einen 3D-LiDAR, Wahrnehmungsalgorithmen oder Embedded Computing für künstliche Intelligenz ergänzen.
Hier kommt die Modularität des RB-VOGUI besonders zum Tragen.
Der Roboter verfügt unter anderem über einen Intel-Core-i7-Computer, eine IMU, eine RGB-D-Kamera und zwei für die Sicherheit vorgesehene 2D-LiDAR-Sensoren, die eine 360°-Abdeckung rund um den Roboter gewährleisten.
Darüber hinaus kann er mit verschiedenen Optionen wie GPS, RoboSense Airy oder Helios 16P 3D-LiDAR-Sensoren, Paketen für 3D-Lokalisierung und -Navigation oder einem Kamera- und GPU-Paket für Bildverarbeitungs- und KI-Anwendungen ausgestattet werden. Seine Architektur basiert auf ROS 2.
Diese offene Architektur ermöglicht es einem Team, dieselbe mobile Plattform beizubehalten und gleichzeitig die Hardware- und Softwarekomponenten seines Demonstrators schrittweise weiterzuentwickeln.
Für ein Labor oder Forschungszentrum ist eine Outdoor-Plattform besonders relevant, wenn Entwicklungen unter Bedingungen getestet werden sollen, die ihrer späteren Nutzung möglichst nahekommen.
Der RB-VOGUI kann beispielsweise für folgende Forschungsbereiche eingesetzt werden:
Der Vorteil liegt darin, über einen Roboter zu verfügen, der als Grundlage für die Entwicklung und Validierung einer Anwendung dient, und nicht über eine sofort einsatzbereite Komplettlösung.
Diese Unterscheidung ist für die angewandte Forschung wichtig: Die Plattform muss es ermöglichen, Tests durchzuführen, Änderungen vorzunehmen, Ergebnisse zu messen und erneut zu beginnen, ohne das Team auf ein vorgegebenes Szenario festzulegen.
Landwirtschaftliche Umgebungen vereinen mehrere Herausforderungen der Outdoor-Robotik: die Fortbewegung auf unebenem Gelände, große Flächen, die Wahrnehmung der Umgebung und die Notwendigkeit, spezielle Ausrüstung mitzuführen.
Robotnik positioniert den RB-VOGUI gezielt für diesen Bereich. Die Plattform kann als Grundlage für Projekte zur Überwachung von Kulturen, zur Erfassung von Umweltdaten oder zur autonomen Navigation im Außenbereich dienen.
Dank der modularen Bauweise kann sich auch das Projekt weiterentwickeln. In einer ersten Phase kann der Schwerpunkt auf Mobilität und Datenerfassung liegen, bevor schrittweise zusätzliche Wahrnehmungs- oder Manipulationsfunktionen integriert werden.
Für den RB-VOGUI+ nennt Robotnik beispielsweise Anwendungen wie die Inspektion und Überwachung von Kulturen, das Ausbringen von Düngemitteln oder Pflanzenschutzmitteln sowie weitere Aufgaben, die eine physische Interaktion mit der Umgebung erfordern.
In der agronomischen Forschung und Agrarrobotik kann dieselbe Plattform somit mehrere Entwicklungsphasen von der Navigation bis zur Durchführung von Arbeiten unterstützen.
Der Roboter muss nicht zwangsläufig mitten auf einem Feld eingesetzt werden.
Bei einigen Industrieprojekten entstehen die Anforderungen vielmehr durch große Außenflächen, Verkehrswege, technische Bereiche oder Gelände, das nicht die gleichmäßige Beschaffenheit eines Werkstattbodens aufweist.
Eine mobile Outdoor-Plattform kann dann zur Entwicklung von Anwendungen in den Bereichen Inspektion, autonomer Transport, Datenerfassung oder Überwachung relevanter Bereiche eingesetzt werden.
Die Nutzlast des RB-VOGUI ist in diesem Zusammenhang ebenfalls von Bedeutung. Er kann bis zu 150 kg transportieren und bietet damit ausreichend Spielraum für die Integration von Geräten, Sensoren oder anwendungsspezifischer Ausrüstung.
Der RB-VOGUI ist daher nicht in jedem Fall als Ersatz für einen klassischen industriellen AMR gedacht. Besonders interessant ist er für Projekte, die Outdoor-Mobilität, unebenes Gelände, Instrumentierung und spezifische Softwareentwicklung miteinander verbinden.
Einige Projekte gehen über Beobachtungs- und Transportaufgaben hinaus.
Beim RB-VOGUI+ kann die mobile Basis mit einem Roboterarm der Universal Robots e-Series kombiniert werden, um Manipulationsfunktionen zu ergänzen. Robotnik bietet verschiedene Konfigurationen mit einer Handhabungslast von bis zu 12,5 kg an, abhängig vom installierten Roboterarm. In dieser Konfiguration behält die Plattform eine Nutzlastkapazität von bis zu 125 kg.
Diese Kombination eröffnet komplexere Forschungsthemen, darunter die Koordination von Navigation und Manipulation, die Annäherung an ein Objekt, die Positionierung des Roboters vor dem Greifen, die Handhabung von Werkzeugen und die Interaktion mit Geräten in Außenumgebungen.
Für Labore, die an mobilen Manipulatoren arbeiten, bietet die Plattform die Möglichkeit, diese Herausforderungen außerhalb des Labors zu untersuchen und Algorithmen unter realen Geländebedingungen zu testen.
WEITERE Lektüre
Der RB-VOGUI wird von Robotnik entwickelt, einem spanischen Hersteller, der auf autonome Mobilroboter und mobile Manipulatoren spezialisiert ist.
Diese europäische Herkunft kann ein zusätzliches Kriterium für Labore, technische Zentren und F&E-Teams sein, die mit einer innerhalb des europäischen Robotik-Ökosystems entwickelten Plattform arbeiten möchten.
Der wesentliche Vorteil des RB-VOGUI bleibt technischer Natur: eine ROS-2-Architektur, eine modulare Bauweise und die Möglichkeit, je nach Konfiguration verschiedene Sensoren, Wahrnehmungs- oder Navigationsmodule sowie einen Roboterarm zu integrieren. Dank dieser Offenheit lässt sich die Plattform schrittweise an die Projektanforderungen und die im Feld durchgeführten Versuche anpassen.
Der RB-VOGUI ist besonders sinnvoll, wenn ein Team eine Outdoor-Entwicklungsplattform und keinen ausschließlich für eine einzelne Aufgabe konzipierten Roboter sucht.
Er ist vor allem dann interessant, wenn das Projekt mehrere der folgenden Anforderungen kombiniert: unebenes Gelände, hohe Nutzlast, ROS 2 und autonome Navigation, Integration zusätzlicher Sensoren, fortschrittliche Wahrnehmung oder eine spätere Erweiterung um Manipulationsfunktionen.
Für ein ausschließliches Indoor-Projekt, eine besonders kompakte Anwendung oder einen Bedarf, der lediglich eine einfache mobile Basis erfordert, können andere Plattformen besser geeignet sein.
Die Wahl hängt daher weniger von einer Liste einzelner Funktionen als vom Entwicklungspfad des Projekts ab: Wo soll der Roboter eingesetzt werden, welche Komponenten müssen entwickelt werden und wie weit muss die Plattform zukünftig erweitert werden können?
Genau dies erklärt die Relevanz des RB-VOGUI für angewandte Forschung, Landwirtschaft und bestimmte industrielle Anwendungen: Er bietet eine ausreichend ausgestattete Basis für einen schnellen Projektstart und gleichzeitig genügend Spielraum, um projektspezifische Technologien zu entwickeln, zu integrieren und zu testen.
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Vanessa Mazzari
Marketingleiter bei Generation Robots
