Die größere Roboterfamilie: in Rohren, an Wänden, unter Wasser und aus dem Orbit

In der Inspektion von Kanalrohren sind selbstfahrende, kabelgebundene Kamerakriechroboter seit Langem das Arbeitspferd. Durch einen Schacht abgelassen, fahren sie am Kabel durch das Rohr und filmen das Innere; sie finden Risse, versetzte Muffen, Wurzeleinwuchs und Korrosion. Neuere Kriechroboter ergänzen Laser- oder Sonarprofilierung zur Messung der Rohrform.

In Pipelines reisen Geräte namens Molche (Pigs) mit dem Produktstrom durch das Rohr. Ursprünglich zur Reinigung gedacht, tragen intelligente Molche (In-line Inspection Tools) Streuflusssensoren (MFL) oder Ultraschallsensoren, um Wanddickenverlust und Risse über Dutzende Kilometer zu finden.

Kletterroboter haften mit Magneten an Stahl oder mit Saugkraft bzw. Unterdruck an Beton und fahren über die Wand. Anders als eine schwebende Drohne bleiben sie beim Fahren fest an die Oberfläche gedrückt, was sie gut macht im flächigen Abtasten (Kartieren) der Ultraschall-Wanddicke.

• Magnetkletterroboter: Mäntel von Lagertanks, Schiffsrümpfe, stählerne Schornsteine und Rohrwände von Kesseln.
• Saug- / Unterdruck: Betonwände, Staumauern, Gebäudefassaden.
• Seil- oder gondelbasiert: Von oben abgehängt, um hohe Fassaden zu scannen.
• Kombiniert mit Drohnen: Eine Drohne erfasst die gesamte Anlage und grenzt verdächtige Bereiche ein, dann misst ein Kletterroboter sie genau. Es gibt auch Erprobungen, bei denen Drohnen Kletterroboter zur Wand tragen.

Einlaufbauwerke und unter Wasser liegende Flächen von Talsperren, Kaimauern in Häfen und Rümpfe von Schiffen liegen unter Wasser. Sie anzusehen war früher Aufgabe eines Tauchers. Zunehmend tauchen ROVs (ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge) an einer Leine und prüfen mit Kameras und Sonar.

Eine gängige Arbeitsteilung: Drohnen über der Wasserlinie, ROVs darunter und unbemannte Oberflächenfahrzeuge (USVs) auf der Oberfläche selbst. Siehe auch Wasser, Gischt & Feuchtigkeit.

In Prozessanlagen und Umspannwerken gehen Betreiber täglich feste Routen ab, um Anzeigen abzulesen, zu hören und auf Gerüche und Hitze zu achten. Es gibt erste Beispiele, in denen Laufroboter (z. B. Boston Dynamics Spot, ANYbotics ANYmal) und Radroboter diese Routinerundgänge übernehmen. Ihre Stärke: Sie steigen Treppen und Stufen und nutzen dieselben Laufwege wie Menschen.

• Stärken: Ablesen analoger Messgeräte, Thermografie, abnorme Geräusche, Gaslecksuche, Aufnahmen von festen Punkten.
• Gegenüber Drohnen: Kein Flug, daher lange Laufzeiten und gut in engen Gängen im Inneren; schwach in der Höhe.
• Explosionsschutz: Der Einsatz in explosionsfähigen Atmosphären erfordert zertifizierte explosionsgeschützte Versionen.
• Kombinationen: Laufroboter am Boden, Drohnen für Rohrbrücken und Turmspitzen.

Ein gemeinsames Framework wie ROS 2 ist meist das, was Bodenroboter und Drohnen zu einem Überwachungssystem verbindet. Wahrnehmung, Bildgestaltung und Flugüberwachung mit ROS 2 verbinden (Airffic Aerial) ist für das Filmen geschrieben, doch die Integrationsideen lassen sich auf die Inspektion übertragen.

Der entfernteste Prüfer ist der Satellit. Optische Satelliten fotografieren weite Gebiete, und Radar mit synthetischer Apertur (SAR) beobachtet den Boden unabhängig von Wolken und Dunkelheit. Interferometrisches SAR (InSAR), der Vergleich wiederholter SAR-Aufnahmen, kann mitunter langsame Verschiebungen von Millimetern bis Zentimetern an Boden und Bauwerken über weite Flächen erkennen.

Wählen Sie anhand von drei Fragen: wo das Objekt liegt (Luft, Wasser, Rohr, Wand, Boden), was zu messen ist (Aussehen, Form, Dicke, Verschiebung) und wie viel Fläche, wie oft.

Die Inspektion bewegt sich dahin, dass mehrere Arten von Robotern sich die Arbeit an einem Objekt teilen. Entscheidend ist dann nicht der Robotertyp, sondern ob die Daten in einem Register zusammenkommen. Erst wenn Drohnenfotos, Kriechroboter-Wanddicken, ROV-Sonar und Satellitenverschiebungen auf denselben Bauteil-IDs und Koordinaten übereinanderliegen, entsteht das Gesamtbild eines Bauwerks.

• Gemeinsame Koordinaten und Bauteil-IDs: Die Daten jedes Roboters unter derselben „Adresse“ ablegen.
• Übergaben: Von Drohnen gefundene verdächtige Stellen automatisch an Kletterroboter oder Menschen weiterleiten.
• Bewegungen koordinieren: Wenn mehrere Roboter und Menschen an einem Standort arbeiten, teilen, wer wo ist (Fern- und BVLOS-Betrieb).
• Die Grenzen kennen: Kein Roboter kann alles. Am Ende prüfen und entscheiden weiterhin Menschen.