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Die Roboter wurden auf das AKW Zwentendorf losgelassen und sollten dort mit Kobalt-60 gefüllte Zylinder ausfindig machen. Strahlungssensoren am Ellbogen stellten sich als fehleranfällig heraus, der Wettbewerb soll zukünftig noch schwieriger werden.

Beim Roboterwettbewerb Enrich [1] im österreichischen Zwentendorf haben die Teams nach einer ersten Einführung [2] und Probedurchläufen [3] ihre ersten regulären Wettbewerbsläufe in dem Atomkraftwerk absolviert, das auch als das "sicherste Atomkraftwerk der Welt" bezeichnet wird – denn Zwentendorf wurde nie in Betrieb genommen. Während des Wettbewerbs wurden nun sehr unterschiedliche Ansätze erprobt.

Umgebung kartographiert

Das Team IMM [6] aus Warschau etwa beschränkte sich darauf, mit seinem Roboter eine detaillierte dreidimensionale Karte der Umgebung zu erstellen. Das gelang in Echtzeit mit nahezu fotografischer Auflösung. Lediglich die Farben wurden zunächst nicht realistisch wiedergegeben. Das liege am verwendeten Datenformat, erklärte Teamleiter Janusz Bedkowski. Dadurch erschiene zum Beispiel orange als blau. Es sei aber nicht weiter schwierig, die Daten zu konvertieren. Wichtiger ist ihm, das es die 3D-Karte erlaube, den Roboter mithilfe einer "virtuellen Kamera" aus einer externen Position zu zeigen. Das erleichtere dem Operator die Steuerung.

Michael Gustmann hatte im Interview [7] bereits erläutert, wie in Fukushima dieses Prinzip mithilfe von zwei Robotern umgesetzt wurde. Das Team IMM will jetzt zeigen, dass es bei ausreichender Rechenleistung auch mit einem Roboter geht.

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Roboterwettbewerb Enrich: Radioaktivität ist nicht leicht zu erkennen (0 Bilder) [8]

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Für die Zukunft strebt Bedkowski an, seinen Roboter autonom fahren zu lassen. Dann will er auch Strahlungsmessungen in die Kartenerstellung integrieren.

Strahlungssensor am Ellbogen

Genau das war der Schwerpunkt vom Schweizer Team Bebot [10], die dafür bei der Manipulation Abstriche machen mussten. Weil der Strahlungssensor am Ellbogen des Roboterarms befestigt ist, kann er den Greifvorgang nicht überwachen. Nachdem eine Strahlungsquelle detektiert wurde, muss der Arm gedreht und der verdächtige Gegenstand mit der über dem Greifer angebrachten Kamera erfasst werden. Auf diese Weise griff der Roboter nicht das tatsächlich strahlende Objekt, sondern ein zwanzig Zentimeter daneben liegendes, das ähnlich aussah.

Messdauer vs. Fahrtgeschwindigkeit

Mit diesem Problem, harmlose von gefährlichen Gegenständen zu unterscheiden, hatten alle Teams zu kämpfen. Das liegt zum Teil auch an den verwendeten Gammadetektoren, die für eine Messung bis zu 40 Sekunden brauchen können. Auf diese Weise kann eine Strahlungsquelle unerkannt bleiben, wenn der Roboter zu schnell daran vorbei fährt. Das sei insbesondere für fliegende Roboter eine Herausforderung, sagt Gilles Blyweert von der Groupe Intra [11], dem französischen Gegenstück zur deutschen Kerntechnischen Hilfsdienstgesellschaft [12] (KHG), der den Wettbewerb mit Interesse verfolgt.

Nicht nur bewegten sich Flugroboter zumeist schneller als Bodenfahrzeuge, sie hätten auch eine beschränkte Nutzlastkapazität. In Echtzeit arbeitende Gammadetektoren wiegen aber bis zu fünf Kilogramm. Außerdem liegt der Preis dafür bei 100.000 Euro – was nicht nur für die bei Enrich antretenden Teams unerschwinglich ist, sondern auch für die Groupe Intra.

Leichte Bedienbarkeit

In Ermangelung eines Hochleistungssensors sammelte auch das Team vom FKIE [13] neben einer echten, mehrere falsche Strahlungsproben ein. Was sich sehr gut bewährte, war jedoch der Ansatz zur Steuerung des Roboterarms: Operator Bernd Brüggemann trug dafür eine Jacke, auf deren rechten Ärmel Sensoren angebracht sind, die die Bewegungen des Arms erfassen und auf den Roboterarm übertragen. Auf diese Weise könne auch ein untrainierter Operator den Arm innerhalb weniger Minuten bedienen, verspricht Brüggemann.

Schwierigkeitsgrad erhöhen – realistischere Anforderungen

Das italienisch-schwedische Team Brokk [14], das beim gestrigen Testlauf wegen eines gebrochenen Datenkabels passen musste, trat gleich mit drei Operatoren an, die auf fünf Monitoren die Bewegungen vom Roboter und dessen Kameras steuerten, die gemessenen Strahlungswerte im Auge behielten und manuell in eine Umgebungskarte eintrugen. Aufgrund der Größe des Roboters war das Manövrieren besonders in den Kurven nicht ganz einfach.

Zurück in die Transportwanne

Als er den Bereich erreichte, wo einige der dünnen Zylinder verstreut lagen, die möglicherweise radioaktives Material enthielten, war das Greifen dieser kleinen Objekte die nächste Herausforderung. Einmal ging der Griff schief und der Zylinder wurde aus der Reichweite katapultiert. Wenn ein Objekt sicher gegriffen war, bewegte der Operator es zum Gammadetektor. Einige Teammitglieder machten schon Bemerkungen, dass es wohl nicht radioaktiv sei, als mit mehreren Sekunden Verzögerung auf einmal doch die Messwerte nach oben schnellten.

Zwei heiße Proben konnten im dafür vorgesehen Eimer deponiert werden, dann musste der Roboter den Rückweg antreten. Die Regeln verlangen, dass sich die Roboter am Ende der Laufzeit wieder in der Transportwanne befinden, um vom Kran wieder nach unten gebracht zu werden.

Größere Entfernung wäre realistischer

Bei Enrich sind die Kontrollstationen für die Roboter im Eingangsbereich des Kernkraftwerks untergebracht. Das ist angesichts von Außentemperaturen über 30 Grad Celsius und einem schätzungsweise 15 bis 20 Grad kühleren Wind, der aus dem Kraftwerk heraus weht, eine erhebliche körperliche Belastung, ansonsten aber ein für einen Störfall eher unrealistisches Szenario.

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Roboter durchsuchen das "sicherste Atomkraftwerk der Welt" (7 Bilder) [15]

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Blyweert geht davon aus, dass im Ernstfall die Rettungskräfte in der Lage sein müssen, die Roboter aus einer Entfernung von fünf bis zehn Kilometern zu steuern. Als größte Herausforderung sieht er daher die Aufrechterhaltung der Kommunikation. In Frankreich werde gerade mit Ballons experimentiert, um den Kontakt zum Kraftwerk herzustellen. Für die Verbindung zu den Robotern innerhalb des Kraftwerks müsse dort ein Netzwerk aus Relaisstationen errichtet werden. Eine verlässliche Lösung dafür gebe es jedoch noch nicht.

Höhere Anforderungen bei weiteren Wettbewerben

Bei Enrich können die Teams auf ein vorab installiertes WLAN zurückgreifen. Auch sonst sind die Bedingungen noch eher moderat. Am Rande der Veranstaltung war aber schon zu hören, dass es Fortsetzungen geben könnte, bei denen der Schwierigkeitsgrad nach und nach angehoben werden dürfte, etwa durch mehr herumliegende Trümmerhaufen oder den Wegfall des WLAN. Blyweert hat noch andere Ideen. Die Strahlung sei nicht die einzige Herausforderung bei einem Kraftwerksunfall. Wenn ihm Sensoren angeboten werden, frage er immer: Funktionieren die auch bei hohen Temperaturen und dichtem Dampfnebel? Meistens sei die Sache damit erledigt. (kbe [17])

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[2] https://www.heise.de/news/Roboter-fuer-Noteinsaetze-durchsuchen-das-sicherste-Atomkraftwerk-der-Welt-3747871.html
[3] https://www.heise.de/news/Notfall-Robotik-Wenn-die-Brennelemente-im-Kernreaktor-zerbrechen-schlaegt-die-Stunde-der-Roboter-3750306.html
[4] https://www.heise.de/news/Roboter-fuer-Noteinsaetze-durchsuchen-das-sicherste-Atomkraftwerk-der-Welt-3747871.html
[5] https://www.heise.de/news/Notfall-Robotik-Wenn-die-Brennelemente-im-Kernreaktor-zerbrechen-schlaegt-die-Stunde-der-Roboter-3750306.html
[6] http://lider.zms.imm.org.pl
[7] https://www.heise.de/newsticker/meldung/Notfall-Robotik-Wenn-die-Brennelemente-im-Kernreaktor-zerbrechen-schlaegt-die-Stunde-der-Roboter-3750306.html?artikelseite=2
[8] https://www.heise.de/bilderstrecke/2226354.html?back=3751749;back=3751749
[9] https://www.heise.de/bilderstrecke/2226354.html?back=3751749;back=3751749
[10] http://enrich.european-robotics.eu/documents/ENRICH_TeamInformation-bebot.pdf
[11] http://www.groupe-intra.com/fra
[12] http://www.khgmbh.de/unternehmen
[13] http://www.fkie.fraunhofer.de
[14] http://www.brokk.com
[15] https://www.heise.de/bilderstrecke/2223983.html?back=3751749
[16] https://www.heise.de/bilderstrecke/2223983.html?back=3751749
[17] mailto:kbe@heise.de

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