Die Vision: Ein Fahrzeug entwickeln, das Hilfsgüter ohne Risiko für seine Besatzung in Krisengebiete bringt
Die Fahrzeuge des World Food Programme (WFP) der Vereinten Nationen transportieren seit langem Lebensmittel und andere Hilfsgüter, die zu notleidenden Menschen gebracht werden müssen. Hierfür verwendet das WFP den Offroader SHERP, ein auch für unwegsames Gelände geeignetes ATV (All-Terrain-Vehicle). Mit seinen riesigen Ballonreifen überklettert der SHERP auch schwierigste Hindernisse und ist durch die Schaufelradprofile an den Reifen sogar in der Lage, durch Gewässer zu schwimmen. Anfangs wurde der Offroader mit zwei Lenkhebeln gesteuert, die ähnlich einem Raupenfahrzeug die Räder links und rechts steuern und bremsen können.
Um den SHERP auch dort einsetzen zu können, wo es für einen menschlichen Fahrer zu gefährlich ist – z.B. aufgrund von Landminen – wurde ein ehrgeiziges Kooperationsprojekt mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ins Leben gerufen. Das Ziel der beteiligten Entwickler: den SHERP fernsteuerbar machen und somit die Hilfsgüter künftig ohne Risiko für die Helfer in Krisengebiete bringen.
Das AHEAD („Autonomous Humanitarian Emergency Aid Devices“) – Forschungsprojekt: perfekte Fernsteuerung dank Technik von Sensodrive und DLR
Im Rahmen des Vorgängerprojektes AHEAD (2020-22) hatten Sensodrive und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) dem SHERP bereits die Qualitäten eines MARS-Rovers verliehen. Das ATV war dafür mit Wahrnehmungssensoren, Tiefenkameras und einem LIDAR System ausgestattet worden; Sensodrive als Kooperationspartner fügte dem eine haptisch-intelligente Force-Feedback-Eingabestation hinzu, mit deren Hilfe Lenkhebel, Kupplung, Gaspedal und Bremsen seitdem komplett teleoperiert bedient werden können. Im gesamten System sind Sicherheitsfunktionen integriert – so ist in einer Gefahrsituation über ein spezielles Gasfedersystem jederzeit eine Notbremsung möglich.
Bereits beim AHEAD-Projekt konnte unser Sensodrive-Team die Überlegenheit der hochempfindlichen Drehmomentsensoren und perfekt integrierten Aktuatoren demonstrieren, die uns zum Pionier bei der Entwicklung von Automotive- und Robotik-Anwendungen machen.
MaiSHU – das Nachfolgeprojekt mit dem sperrigen Namen: die All-Terrain-Vehicles der Vereinten Nationen werden fahrerlos einsetzbar
MaiSHU ist das Kürzel für den bisher längsten Projektnamen unseres umfangreichen Projektportfolios: „Multimodale Wahrnehmung und Mensch-Maschine-Schnittstellen teilautonomer intelligenter Systeme für humanitäre Hilfe in unsicheren und unstrukturierten Umgebungen“. Es folgte unmittelbar auf das AHEAD-Projekt und wurde 2024 mit riesigem Erfolg auf einer großen Live-Demo in Volkach abgeschlossen.
Im Rahmen des MaiSHU-Forschungsprojekts entwickelte Sensodrive für den SHERP einen eigenen Schaltroboter, der am Schalthebel des SHERP installiert ist und als ferngesteuerter Aktuator das Einlegen der Gänge übernimmt. Dieses erfolgt drehmomentgesteuert und dank der integrierten Sensorik absolut feinfühlig. Zusätzlich wurden auch die Zündung, die Schalter des Armaturenbretts und die Reifendruckregelung fernsteuerbar gemacht. Damit sind seitdem alle für das fahrerlose Fahren benötigten Funktionen per Teleoperation ansteuerbar – die Steuerung des SHERP kann entweder autonom per KI erfolgen, oder teleoperiert mit exaktem haptischem Feedback durch einen „Fahrer“, der an einem sicheren Ort in einem Telepräsenzraum sitzt.
Hochpräzise Teleoperation durch die innovativen SensoJoint-Antriebseinheiten
Sowohl in der Eingabestation als auch in den Aktuatoren im Fahrzeug sind die sensitiven, drehmomentgeregelten SensoJoint Komplettantriebe von Sensodrive verbaut. Dank ihrer marktführenden Drehmoment-Technologie ermöglichen diese via Force Feedback einerseits im Fahrzeug eine absolut präzise mechanische Ausführung aller Steuerbefehle, und geben andererseits dem „Fahrer" an der Eingabestation zeitgleich ein hundertprozentig realistisches haptisches Feedback zu allen Bedienvorgängen. Der Fahrer im Telepräsenzraum kann die Widerstände von Schaltung, Lenkung, Bremse und Gaspedal an seiner Fernsteuerung so realistisch fühlen, als säße er selbst am Schalthebel im Fahrzeug.
Bereit für Hilfslieferungen in alle Krisengebiete
Der nunmehr fertig entwickelte SHERP wurde im Juni 2024 auf dem Truppenübungsplatz in Volkach der Öffentlichkeit vorgestellt und bewältigte erfolgreich eine anspruchsvolle Teststrecke, die zudem mit zahlreichen Hindernissen gespickt war. Es wurde während der gesamten Fahrzeit von einem mobilen Kontrollzentrum aus ferngesteuert, das als „Local Mission Operation Center“ (LMOC) diente. Der „Fahrer“ hatte keinen direkten Sichtkontakt zur Teststrecke und erhielt alle benötigten Streckeninformationen von den Kameras und Sensoren des SHERP. Dank der hochintelligenten haptischen Force Feedback-Eingabestation mit unseren Sensodrive-Komponenten konnte er so präzise wie gefühlvoll manövrieren, als würde er selbst im Fahrzeug sitzen.
Nach dem erfolgreichen Abschluss des MaiSHU-Projekts ist im nächsten Schritt die Erprobung der Technologie im realen Einsatz geplant: im Südsudan betreibt die WHO seit zwei Jahren eine Flotte von 19 SHERP-Fahrzeugen, deren Fahrer sich bei der Auslieferung von Hilfsgütern teilweise in große Gefahr begeben. Die Krönung unserer langjährigen Entwicklungsarbeit wird die Umrüstung dieser SHERP-Flotte zu fahrerlosen All-Terrain-Vehicles sein - damit künftig ein gefahrloser Transport der Hilfsgüter, zuverlässig und hochpräzise gesteuert per Teleoperation, erfolgen kann!
Sensodrive-Technologie auch für andere feinfühlige Bedienarbeiten einsetzbar
Die Einsatzmöglichkeiten der von uns entwickelten Technologie sind ausgesprochen vielfältig: nicht nur die Fernsteuerung von Fahrzeugen aller Art - zum Beispiel auch zum Entschärfen von Minen - ist ein potenzieller Anwendungsbereich; unter anderem gerade auch in der Telemedizin können unsere Force Feedback-Produkte wertvollste Dienste leisten. Übrigens profitierten auch zahlreiche unserer High-End-Simulator-Produkte von den Erkenntnissen aus den gemeinsamen Forschungsprojekten mit der DLR und sind seitdem Bestandteil unseres umfangreichen Force Feedback-Portfolios.
