Die Abwendung von atomaren, biologischen und chemischen Katastrophen ist nur mittels unbemannter Roboterfahrzeuge ohne Gefahr für Leib und Leben durchführbar. Besonders in der Erstphase sind diese Roboter von hohem Stellenwert, da die Gefährdung und das Schadensausmaß aus sicherer Distanz nur schwer einschätzbar sind. Die unbemannte Aufklärung schützt das dadurch außerhalb des Gefährdungsbereichs operierende Einsatzpersonal.

Nach der Anfahrt des Roboters zum Einsatzort gilt es, mitgeführte Sensoren und Werkzeuge zur Lokalisierung, Identifikation und Quantifizierung der Gefährdung einzusetzen. Aufgrund zahlreicher Bewegungsfreiheiten ist die Bedienung solcher Roboter ausgesprochen kompliziert und bedarf einer anfänglichen Ausbildung und regelmäßigen Übungen. Parallel dazu müssen vom Bediener unter Zeitdruck teils schwerwiegende Entscheidungen auf Basis von Einsatzerfahrungen getroffen werden.

Um sich auf den Erfolg der Gefahrenabwendung konzentrieren zu können, bieten autonome Algorithmen wertvolle Unterstützung in der steuerungstechnischen Umsetzung des Bedienervorhabens. Anfahrt und Probenahme sind zwei Kernbereiche der Aufklärung, welche durch neu entwickelte Algorithmen übernommen werden. Der Bediener behält dabei trotzdem die Entscheidungshoheit, da die Zielpunkte beider autonomer Funktionen von diesem vorgegeben und die resultierenden Bewegungen jederzeit unterbrochen werden können. Anhand realer Einsatzszenarien wird ein kettengetriebenes Roboterfahrzeug für die angestrebte Teilautonomie optimiert.

Auch die Hardware des Roboters muss auf die Gegebenheiten des Einsatzortes abgestimmt werden. Hierzu wird der Tätigkeitsumfang menschlicher Einsatzkräfte im Katastrophenfall betrachtet und die dabei üblichen Messgeräte zur Stoffidentifikation und Handwerkzeuge zur Probennahme in roboterbediente Pendants gewandelt und integriert.

Bei atomaren Gefährdungen liegt der Fokus des Roboters auf der Lokalisierung des radioaktiven Materials. Mittels bildgebender Sensoren, sogenannten Gamma-Kameras, wird neben der Intensität auch die Richtung der Strahlungsquelle ermittelt. Der Bediener ist somit in der Lage, das strahlende Objekt zu lokalisieren und dessen Gefahrenpotenzial einzuschätzen.

Die Raman-Spektroskopie ist eine einsatzerprobte Methode zur nichtinvasiven Bestimmung von Materialzusammensetzungen. Chemische Gefahrenstoffe können mit diesen handlichen Messgeräten identifiziert werden, die Integration in dem Roboter ermöglicht dessen Fernbedienung.

Zusätzlich untersucht das vorliegende Projekt neuartige multispektrale Sensormodalitäten auf ihre Eignung zur Erkennung von Gefahrenstoffen und integriert diese bei entsprechender Eignung in den Roboter.

Um ein Einsatzszenario auch aktiv durch eine Probennahme zu beeinflussen, werden für verschiedene Aggregatzustände aktive und passive Endeffektoren auf den Arm des Roboters entwickelt. Der Fokus hierbei liegt auf der zuverlässigen Wiederholbarkeit der Bedienvorgänge, damit die autonome Steuerung ohne Intervention des Bedieners konsistent funktioniert.

Die entwickelte Soft- und Hardware wird auf einem mobilen Robotersystem integriert und in realen Szenarien auf Übungsplätzen erprobt und optimiert. Das finale System wird im Rahmen von Roboterwettbewerben der Öffentlichkeit präsentiert.