Use Cases und Einsatzfähigkeit von Inspektionsrobotern im Bergbau

Durch technologische Fortschritte in Bereichen wie der Robotik, Informationsverarbeitung und dem Maschinellen Lernen verbessert sich die Leistungsfähigkeit von Robotern stetig, wodurch diese vermehrt für Anwendungsbereiche in Forschung und Industrie in Betracht gezogen werden. Hauptziele dieser Arbeit sind daher einerseits die Betrachtung möglicher Use Cases für Roboter im Bergbau basierend auf einer Literaturrecherche, sowie andererseits die Betrachtung der aktuellen Einsatzfähigkeit und Bedienbarkeit des im Zuge der Arbeit verfügbaren ANYmal D Roboters von ANYbotics in entsprechenden Bergbauumgebungen. Grundlage für letzteres bilden neben kleinen Labortests drei Experimente in realen Umgebungen zur Überprüfung der aktuellen Praxistauglichkeit. Als dritten Schwerpunkt werden die Kartierung und eine selbst implementierte Methodik zur Bestimmung eines Tunnelvolumens als bereits durchführbarer Einsatzfall für den vorhandenen Roboter praktisch umgesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass ANYmal D bis auf starke oder rutschige Gefälle einen stabilen Gang aufweist und prinzipiell für den Bergbau als geeignet scheint. Manuelle Vermessungsaufgaben, wie die Kartierung mit dem LiDAR-Sensor und der nachträglichen Betrachtung der Geometrie und dem Tunnelvolumen, können bereits gut umgesetzt werden, wobei die Lokalisierung noch nicht völlig fehlerfrei funktioniert. Inspektionsaufgaben sind bereits möglich, komplexe und praxisnahe Anwendungsfälle erfordern jedoch oft die aufwändige Implementierung der Methodik zur Interpretation der Daten, z. B. für die Inspektion von Förderbändern. Für ungesicherte Stollenbereiche oder Rettungsmissionen stellen besonders die kurze Funkreichweite und fehlende Autonomie bei der Erkundung noch große Hürden für die Praxistauglichkeit dar. Dazu sollten die von Forschungsteams zum Teil bereits erarbeiteten Erkenntnisse für die autonome Erkundung in die Softwareanwendungen der Roboter inkludiert und ausgereift werden, um sie für kleinere Forschungsteams und verschiedenste Branchen verfügbar zu machen.