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StartseiteForschung aktuellDer RoboGasInspector02.01.2012

Der RoboGasInspector

Miniatur-Panzer soll Gasleitungen inspizieren

Robotik.- Gaslecks zu entdecken, ist manchmal eine sehr gefährliche Angelegenheit. Ein Funke reicht und die Katastrophe ist da. An der Uni Kassel wird gerade ein Roboter entwickelt, der in Zukunft ganz alleine Gaslecks aufspüren kann.

Von Jens Wellhöner

Auf Mülldeponien oder Raffinerien soll der RoboGasInspector autonom seinen Weg zu einem Gasleck suchen.  (AP)
Auf Mülldeponien oder Raffinerien soll der RoboGasInspector autonom seinen Weg zu einem Gasleck suchen. (AP)

Großer Bahnhof für den RoboGasInspector: Ein Dutzend Menschen stehen erwartungsvoll in einer Halle der Uni Kassel, Wirtschaftsvertreter und Wissenschaftler. Sie alle warten darauf, dass sich der kleine Roboter vor ihnen in Bewegung setzt. Professor Ludger Schmidt von der Uni Kassel gibt ein paar letzte Erklärungen über Lautsprecher. Dann geht es los:

Der RoboGasInspector sieht ein bisschen so aus wie ein sehr kleiner Panzer, etwa halb so hoch wie ein erwachsener Mann. Auf Kettenraupen bewegt er sich vorwärts. Da, wo an einem Panzer der Turm sitzt, ragt auf dem RobosGasInspektor eine Stange mit einer Kamera in die Höhe. Andere Kameras stecken in kleinen Kästen aus Metall und Kunststoff. Langsam fährt der Roboter vorwärts. Die Maschinenbauer der Uni Kassel haben für diesen Test einen Hindernis-Parcours aufgebaut: Zwischen Regalen und Paletten, eine Runde durch die Halle, mit einem simulierten Gasleck ganz am Schluss, das der Roboter selbstständig entdecken und untersuchen soll. Aber zunächst einmal muss sich der Roboter orientieren. Mit seinem Laser-Scanner:

"Das ist eine Laser-Abstandsmessung. Es wird ein Laserstrahl vom Gerät ausgestrahlt und die Reflektion gemessen. Dadurch bekomme ich eine Abstandsmessung, so dass ich identifizieren kann, wo sich Hindernisse befinden."

Professor Ludger Schmidt sitzt am anderen Ende der Halle in der Roboter-Leitstelle: Von mehreren Computerbildschirmen aus überwachen er und seine Mitarbeiter vom Fachbereich Maschinenbau ihren Roboter. So wird es in der Praxis später auch ablaufen: Auf Mülldeponien oder Raffinerien soll der RoboGasInspector autonom seinen Weg zu einem Gasleck suchen.

"Wenn ein solches Gasleck identifiziert wurde, dann würde eine Meldung in die Leitwarte abgesetzt, dort der Mensch alarmiert. Der muss dann entscheiden, wie er eingreifen will, ob er die Anlage außer Betrieb nimmt oder es eine Möglichkeit gibt, aus der Ferne einzugreifen. Das sind dann die Dinge, die der Mensch übernehmen und steuern muss und insofern wird sich seine Rolle mit diesem System natürlich auch verändern."

Sprich, er muss sich nicht mehr selber in Gefahr begeben, auf der Suche nach Gaslecks. Auch Routinechecks, die nicht so gefährlich sind, würde der Roboter übernehmen, der Mensch könnte sich währenddessen um anderes kümmern. Aber bevor es so weit ist, muss der RoboGasInspector noch weitere Tests absolvieren.

So wie jetzt. Auf seinem Parcours wartet auf ihn ein vorgetäuschtes Gasleck: Ein Plastikbeutel mit Gas gefüllt, an ein Rohr gehängt, aus dem etwas Gas entweicht. Der Roboter soll jetzt messen, wie viel Gas in der Luft ist. Und um welches Gas es sich handelt. Dazu sendet er wieder einen Laserstrahl aus. Andreas Kroll, Professor für Mess- und Regelungstechnik an der Uni Kassel:

"Also, stellen sie es sich so vor: Einen Laserpointer kennt fast jeder. Wir arbeiten hier mit einem Laserpointer, der im unsichtbaren Bereich arbeitet. Und wenn der Laserstrahl durch ein Gas hindurch geht, regt er einzelne Moleküle an. Und die Anregung verbraucht Energie."

Und diese Energie entziehen die Gasmoleküle dem Laserlichtstrahl. Der Roboter misst anschließend, wie viel Energie im Laserstrahl noch übrig ist:

"Das ist ein sogenannter Fingerabdruck. Und damit können wir zurückschließen erstens: Welches Gas war es? Und zweitens können wir an der Stärke der Ausdünnung der Leistung zurückschließen, wie viel Gas war denn auf dem Messpfad."

Bei diesem Test handelt sich um Methan. Die Menge ist klein, für den Menschen nicht wahrnehmbar. Aber der Roboter gibt den korrekten Wert an. Die Kasseler Forscher sind zufrieden. Aber was ist, wenn der Roboter selber in Gefahr gerät? Zum Beispiel, wenn er eine Fehlfunktion hat und Funken entstehen, die das Gas entzünden? Damit es gar nicht erst dazu kommt, haben die Kasseler Maschinenbauer in ihren Roboter eine Sicherung eingebaut:

"Das Messgerät saugt kontinuierlich die umgebende Atmosphäre durch die Öffnung ein, bewertet dann die Gaskonzentration in der Atmosphäre und ist darauf eingestellt, ab einer gewissen Konzentration, einem Bruchteil der zündfähigen Gemischgrenze, führt es dazu, dass es ein Abschalten des Roboter-Systems auslöst."

Diesen Test hat der RoboGasInspector gemeistert. Weitere werden folgen. In anderthalb Jahren soll er fertig entwickelt sein.

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