„Erstmals untersuchen wir hier die Einsatzmöglichkeiten mobiler Roboter im Bergbau“, sagt Prof. Dr. Bernhard Jung von der Fakultät für Mathematik und Informatik an der TU Bergakademie Freiberg und ergänzt: „Das Freiberger Forschungsbergwerk ist schließlich seit vielen Jahrzehnten ein Hort der Innovation für Bergbautechnik.“ Der Roboter, der künftig selbständig in das Forschungsbergwerk in Freiberg fahren wird, stammt aus der Oberpfalz. Das Fahrzeug heißt „Innok Heros“. Entwickelt und gebaut haben es junge Ingenieure des Startup-Unternehmens Innok Robotics in Münchsried im Landkreis Regensburg.
Innerhalb der Initiative „Robots in saXony (RoX)“ beschäftigt sich das Forschungsprojekt „Mining-RoX“ mit dem Einsatz intelligenter Serviceroboter im Bergbau. Im Rahmen des Projektes sollen in den nächsten zwei Jahren mobile Roboter befähigt werden, exakte 3D-Kartierungen von Bergwerken zu erstellen sowie Umgebungsbedingungen wie Luft- und Wasserqualität autonom zu erfassen. Sie bieten ein zuverlässiges Monitoring, das die Arbeitssicherheit verbessert und die Kosten reduziert.
Die Ingenieure von Innok Robotics entwickelten dafür ein Fahrzeug, das mit den Bedingungen bei bis zu 150 m Tiefe im Bergbau unter Tage zurechtkommt. „Das war unsere größte Herausforderung. Unter Tage herrscht eine extreme Luftfeuchtigkeit, es tropft Wasser von der Decke und auch Säuren bilden sich dort. Dem muss der Roboter standhalten“, erklärt Alwin Heerklotz, Geschäftsführer von Innok Robotics. Für die Ingenieure galt es, die viele Elektronik an Bord des Fahrzeugs zuverlässig vor eindringender Feuchtigkeit zu schützen. Eine spezielle Schutzschicht an der Oberfläche des Roboters sorgt dafür, dass die sich unter Tage bildenden Säuren nicht ins Innere gelangen.
Darüber hinaus mussten die Ingenieure bei der Entwicklung des Roboters weitere Anforderungen berücksichtigen, damit das Fahrzeug im Bergwerk vorankommt. Der Roboter muss Gleise überqueren und Steigungen überwinden können. Außerdem muss er kompakt genug sein, damit er auf den Korb im Schacht passt und Gänge von z. T. weniger als 1 m Breite durchfahren kann. Die Entwickler von Innok Robotics haben diese Anforderungen mit ihrem Fahrzeug erfüllt.
Der Roboter fährt mit vier Antriebsmotoren mit einer Leistung von insgesamt 1.600 W und einer Antriebskraft von bis zu 2.150 N. Die vier Räder des Fahrzeugs haben jeweils einen Durchmesser von 41 cm. Das Innok Heros-Standardmodell fährt üblicherweise auf nur drei Rädern.
Darüber hinaus kann sich die Konstruktion auch in Sachen Rechenleistung sehen lassen: Zwei Onboard-PCs mit leistungsstarken Intel Core i7-Prozessoren verrichten auf dem Vehikel ihren Dienst und versorgen die Forscher mit genügend Rechenleistung.
Trotz der robusten Bauweise ist der Roboter sehr kompakt. Er ist etwa 1 m lang, 70 cm breit und gut 90 cm hoch. In gerade einmal zehn Wochen haben die Ingenieure von Innok Robotics den Innok Heros nach den Bedürfnissen der TU Bergakademie Freiberg konstruiert und gebaut. Der selbständig fahrende Roboter für das Forschungsprojekt „Mining-RoX“ basiert grundlegend zwar auf der modularen Roboterplattform Innok Heros, jedoch wurden viele kundenspezifische Änderungen vorgenommen. So wurde an dem Fahrzeug beispielsweise ein helles Beleuchtungssystem angebracht, das die dunklen Stollen gut ausleuchten kann.
Bei der Konstruktion des autonom fahrenden Roboters haben die Ingenieure von Innok Robotics darauf geachtet, dass die rd. zehn Forscher der TU Bergakademie Freiberg die notwendige Sensorik für den Einsatz im Rahmen des Forschungsprojekts sowie einen zukünftig geplanten Roboterarm nachträglich gut anbringen können. Das modulare Roboterfahrzeug ist demzufolge einfach zu erweitern. Laut Prof. Jung sollen auf dem Roboter z. B. diverse Laserscanner und Stereokameras für Kartierungsaufgaben sowie Gasmesssensoren zur Überwachung der Umgebungsbedingungen angebracht werden.
Prof. Jung sieht für Roboter im Bergbau eine große Zukunft: „Wenn die Bedingungen zu extrem und gefährlich werden, werden Roboter irgendwann alles übernehmen und anstelle der Menschen dort unten arbeiten“, sagt der Leiter des Forschungsprojekts „Mining-RoX“. (Medialot/Si)
