Dr. Kai Pfeiffer leitet seit 2007 die Gruppe Industrielle und gewerbliche Servicerobotik am Fraunhofer-Institut IPA. Deren Kernthema ist die mobile Robotik und umfasst Navigationstechnologien, mobile Manipulation, aber auch mobile Roboter für den Außenbereich, insbesondere die Landwirtschaft.

Bild: Fraunhofer IPA

Dr. Kai Pfeiffer, Fraunhofer IPA Navigation on demand

18.11.2021

Was vor 14 Jahren als Nischenthema begann, habe ich gemeinsam mit meinem Team letztes Jahr in ein Startup führen können: Unsere Softwarelösung „Navigation on demand“ hat bereits vom Staubsaugroboter bis zum autonomen LKW in Logistikzentren verschiedenste Systeme mobil gemacht. Auf diesem Weg gab es drei wegweisende Treiber.

Die Kapazität einer halben Person – mehr war es nicht, was die Gruppe „Industrielle und gewerbliche Servicerobotik“ am Fraunhofer IPA in das Thema Navigation investierte, als ich deren Leitung übernahm. Das Thema galt 2007 dank der ersten SLAM-Algorithmen als gelöst: Sie ermöglichen mobilen Robotern, eine Umgebung selbst zu kartieren und sich in dieser Umgebungskarte zu lokalisieren. Wir versuchten damals auch, die Softwarelösungen für das Thema der Fahrerassistenz einzusetzen. Jedoch war das ein Abstecher, den wir nach wenigen Jahren wieder beendeten. Denn die wichtigen Impulse, die unsere Software vorangebracht haben, kamen von anderer Seite.

Einer meiner damaligen Mitarbeiter setzte voll und ganz auf das Thema Open-Source-Software. Wir entwickelten unsere Navigationslösung also mithilfe des freien „Robot Operating System“ ROS weiter, profitierten von den Ergebnissen der Community und beteiligten uns an der gemeinschaftlichen Entwicklung grundlegender, aber komplexer Fähigkeiten für mobile Roboter. Das war technologisch sehr erfolgreich und wir waren begeistert davon, wie schnell und effizient wir unsere Ideen jetzt umsetzen konnten. Gleichzeitig war natürlich die Frage, wie wir damit Geld verdienen würden, noch nicht gelöst. Ebenso wenig hatten wir die Hürde genommen, den Technologietransfer erfolgreich zu meistern, also unsere Laborergebnisse in die Anwendung zu überführen.

Aber wir sahen das Potenzial des Themas und unser Team wuchs. Der zweite Treiber für uns wurde die agile Softwareentwicklung. Nicht nur brachten wir also Roboter in Bewegung, sondern auch unsere Art und Weise, neuen Code zu erstellen. Wir bildeten uns entsprechend fort, stellten unser Team gemäß den Scrum-Vorgaben auf und tatsächlich ging es mächtig voran. Diesen gemeinsamen „Spirit“ und die Fortschritte zu erleben, hat uns alle sehr gefreut.

So kam der dritte Treiber unserer Arbeit in Form des auch politisch initiierten Impulses, der Industrie 4.0, genau zur rechten Zeit. Die Digitalisierung und Vernetzung von immer mehr Komponenten in Produktion und Logistik und deren gemeinsame Daten- und Wissensbasis in Form einer ‚Cloud‘ brachten uns die entscheidenden Grundlagen, um unsere Entwicklungen für eine kooperative Navigation zur Produktreife zu führen. Zwei mehrjährige Projekte für die Automobilindustrie zeigten uns, dass wir bereit waren. Allerdings war der Gang raus aus dem Labor hinein in die Produktionshallen mitunter hart. Der Satz „Wenn die mobilen Roboter nicht funktionieren, steht die Produktion“ war unser ständiger Begleiter.

Es ist toll zu sehen, dass wir diese Bedingungen meistern konnten und mittlerweile über 350 mobile Systeme, darunter etwa 27 verschiedene Plattformen, ausgestattet mit unserer Navigationssoftware den Materialfluss optimal ausführen. Unser Team konnte an den Herausforderungen wachsen und unsere Ergebnisse erforderten immer weniger Nacharbeit, waren schneller umgesetzt und erreichten bessere Performance. Mittlerweile sind wir so gut eingespielt und erfahren, dass wir nicht nur etwaige Fehler unserer eigenen Lösung analysieren können, sondern auch abseits unserer Lösung Probleme in den mobilen Robotern identifizieren und somit zu deren Behebung beitragen. Was 2007 begann, setzen wir nun in unserem Startup NODE Robotics fort – das damalige Nischenthema meiner Gruppe ist mächtig in Bewegung gekommen.

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