Der flexible Roboter SPROUT könnte Rettungseinsätze in Einsturzszenarien verändern

Forscher des MIT Lincoln Laboratory und der University of Notre Dame haben SPROUT entwickelt, einen flexiblen Roboter für Rettungseinsätze in städtischen Gebieten. Erfahren Sie hier mehr!

Komplexe urbane Szenarien und Roboter. — Teams des MIT Lincoln Laboratory und der University of Notre Dame entwickeln einen Roboter, der in der Lage ist, Menschen in komplexen städtischen Umgebungen zu retten. Quelle: MIT Press.

Wenn Gebäude einstürzen und die Zeit zur Rettung von Menschenleben kritisch ist, kann Technologie den Unterschied zwischen Rettung und Tragödie ausmachen. In Anbetracht der Herausforderungen, mit denen Rettungsteams in komplexen städtischen Szenarien konfrontiert sind, haben Forscher des MIT Lincoln Laboratory in Zusammenarbeit mit der University of Notre Dame SPROUT - Soft Pathfinding Robotic Observation Unit - entwickelt, einen biegsamen Roboter, der durch das Wachstum einer Weinrebe inspiriert wurde und eingestürzte Strukturen sicher und effizient erkunden kann.

Inspiriert vom Wachstum einer Weinrebe, kann das System durch Schutt und eingestürzte Strukturen navigieren. Mit Sensoren und einer Kamera hilft SPROUT Notfallteams, Opfer zu finden und einen sicheren Zugang zu planen.

Revolutionierung von Such- und Rettungsaktionen durch schnelle und sichere Erkundung schwer zugänglicher Gebiete

SPROUT besteht aus einem aufblasbaren Schlauch aus luftdichtem Gewebe, der sich von einer festen Basis aus entfalten kann und sich dabei aufbläst. Dank seiner Struktur kann er Hindernisse umgehen, sich um enge Ecken biegen und durch enge Passagen navigieren, wo andere Geräte versagen. Ausgestattet mit einer Kamera und Sensoren am Ende, überträgt er Echtzeitbilder aus dem Inneren der Trümmer und ermöglicht es den Bedienern, die Räume zu visualisieren und zu kartieren, ohne sie physisch betreten zu müssen.

„Städtische Such- und Rettungseinsätze stellen eine große Herausforderung dar. Selbst die robustesten Technologien haben hier Schwierigkeiten“, sagte Chad Council, ein Mitglied des SPROUT-Teams. „Die Funktionsweise dieses Roboters hilft, viele dieser Hindernisse zu überwinden.“

Das von der Human Resilience Technologies Group des Lincoln Laboratory geleitete Projekt war das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen Nathaniel Hanson und Margaret Coad, Professorin an der University of Notre Dame und ehemalige MIT-Absolventin. Coad ist eine Pionierin in der Entwicklung von "Lianen"-Robotern für industrielle Anwendungen, und ihr Fachwissen war für die Entwicklung und Herstellung von SPROUT von entscheidender Bedeutung .

physische Barrieren und „rankenartige“ Roboter — Die Entwicklung eines „Lianen“-ähnlichen Roboters bietet die Möglichkeit, einige physische Hindernisse zu überwinden.

Einer der großen Vorteile dieses Roboters ist seine einfache Bedienung. Mit einem Joystick kann der Bediener SPROUT wie ein Spielzeug steuern, obwohl die Steuerung seines Wachstums und die Anwendung von Luftdruck für die Bewegung hochkomplex sind.

„Es ist, als würde man versuchen, ein nasses, krabbelndes Spielzeug zu steuern. Es war wichtig, dass die Vorwärtsbewegung für die Rettungskräfte intuitiv war“, erklärt Hanson.

Derzeit kann der Roboter bis zu 3 Meter ausfahren, aber die Forscher entwickeln eine Version mit einer Reichweite von bis zu 7,5 Metern. Die Feldversuche haben bereits begonnen, insbesondere im Schulungszentrum der Massachusetts Task Force 1 in Beverly, wo das Team die Möglichkeit hatte, die Haltbarkeit, Beweglichkeit und Manövrierfähigkeit des Geräts zu perfektionieren.

Vielseitig und innovativ: SPROUT kann die Inspektion in gefährlichen Umgebungen verändern

Obwohl SPROUT zunächst auf Notfalleinsätze ausgerichtet ist, sehen die Entwickler eine vielversprechende Zukunft für diese Art von Roboter in verschiedenen Bereichen. Ihre Fähigkeiten könnten beispielsweise bei der Wartung militärischer Systeme, der Inspektion kritischer Infrastrukturen oder in schwer zugänglichen industriellen Umgebungen nützlich sein. Ein weiterer innovativer Aspekt des Projekts ist der von dem Team entwickelte fotorealistische Simulator.

Diese virtuelle Umgebung ermöglicht die Reproduktion eingestürzter Strukturen und die Entwicklung von Navigations- und Kartierungsalgorithmen für leere Räume, ohne auf reale Ereignisse zurückgreifen zu müssen, die selten, aber verheerend sind.

„Wir haben keine realen Messungen von eingestürzten Strukturen, daher ist die Simulation für die Validierung der von uns entwickelten Ansätze unerlässlich“, sagt Hanson. Im weiteren Verlauf des Programms soll SPROUT nicht nur dabei helfen, Opfer zu lokalisieren, sondern auch Gefahren zu erkennen und die Sicherheit von Einsätzen zu bewerten. „Wir wollen, dass dieser Roboter einen vollständigen Überblick über den Schauplatz bietet, bevor jemand in einen Trümmerhaufen tritt“, so der Forscher abschließend.

Obwohl Rettungsteams Kameras und Sensoren in ihre Arbeit integriert haben, weisen diese Instrumente erhebliche Einschränkungen auf, wie z. B. die Notwendigkeit, neue Zugänge zu bohren, um die Suche voranzutreiben. SPROUT füllt diese Lücke, indem es eine kostengünstige, dauerhafte Lösung bietet, die an extrem anspruchsvolle Umgebungen angepasst werden kann. Diese Forschung stellt einen entscheidenden Schritt in der Anwendung flexibler Robotertechnik für die zivile Sicherheit dar.

Die Zusammenarbeit zwischen Hochschulen und Einsatzkräften zeigt, wie die Wissenschaft auf reale Herausforderungen reagieren und praktische und skalierbare Lösungen anbieten kann, um Leben in kritischen Situationen zu retten.