Strandreinigungs-Roboterhunde: Lernen Sie VERO kennen

Das Problem der Strandverschmutzung

Strandverschmutzung ist ein facettenreiches Umweltproblem, das zahlreiche schädliche Substanzen umfasst, die Küstengebiete verunreinigen. Diese Schadstoffe reichen von sichtbarem Müll wie Plastikflaschen und Zigarettenkippen bis hin zu weniger offensichtlichen Verunreinigungen wie Abwasser, Pestiziden und überschüssigen Nährstoffen aus Düngemitteln. Die Auswirkungen der Strandverschmutzung gehen über die Ästhetik hinaus und stellen eine erhebliche Bedrohung für marine Ökosysteme und die menschliche Gesundheit dar. Müll, insbesondere Plastikmüll, ist eine der sichtbarsten Formen der Strandverschmutzung. Schätzungsweise gelangen jährlich 4 bis 12 Millionen Tonnen Plastik in die Ozeane. Diese Verschmutzung beeinträchtigt das Leben im Meer. Wissenschaftler schätzen, dass über die Hälfte der Meeresschildkröten weltweit und fast alle Seevögel Plastik verschluckt haben. Die Bekämpfung der Strandverschmutzung erfordert eine Kombination aus politischen Maßnahmen, verbessertem Abfallmanagement und individuellen Maßnahmen, einschließlich der Reduzierung von Einwegplastik und der Teilnahme an Strandreinigungsaktionen.

Entwicklung des Roboterhundes VERO

VERO (Vacuum-cleaner Equipped RObot, zu Deutsch: Staubsauger-ausgestatteter Roboter) ist ein hochmoderner vierbeiniger Roboter, der vom Dynamic Legged Systems (DLS) Labor am Italienischen Institut für Technologie (IIT) in Genua entwickelt wurde. VERO basiert auf der AlienGo-Plattform der chinesischen Firma Unitree, einer Maschine, die etwa 50.000 US-Dollar kostet. Er ist mit einem handelsüblichen Staubsauger auf dem Rücken und speziell angefertigten, 3D-gedruckten Düsen ausgestattet, die über Schläuche mit den Füßen des Roboters verbunden sind. Die Hauptaufgabe des Roboters ist die Bekämpfung der Verschmutzung durch Zigarettenkippen, die über 4 Billionen der jährlich weltweit gerauchten und in die Umwelt geworfenen etwa 6 Billionen Zigaretten ausmachen. VERO repräsentiert eine Verschmelzung von fortschrittlicher Robotik und Umweltverantwortung und bietet einen neuartigen Ansatz zur Sauberhaltung von Stränden und öffentlichen Plätzen.

So funktioniert VERO

VERO verwendet Tiefenkameras und ein Convolutional Neural Network (CNN), um Zigarettenkippen auf verschiedenen Untergründen autonom zu erkennen und zu lokalisieren. Der Betrieb des Roboters beginnt, wenn ein menschlicher Bediener einen Bereich für die Reinigung festlegt. Danach berechnet der Roboter einen optimalen Weg, um die gesamte Zone abzudecken. Während VERO das verschmutzte Gebiet durchquert, aktiviert er die Saugdüsen an seinen Füßen, um den Müll aufzusammeln, ohne seine Fortbewegung zu unterbrechen. Dieses innovative Design ermöglicht es dem vierbeinigen Roboter, seine Beine gleichzeitig für den Transport und für Reinigungsaufgaben zu nutzen – eine Fähigkeit, die bei Laufrobotern nicht üblich ist. Die Visual-Servoing-Technik von VERO gewährleistet eine präzise und effiziente Reinigung durch Echtzeit-Feedback von seinen Bildsensoren.

Effektivität und Umweltauswirkungen

Tests haben gezeigt, dass VERO fast 90 % der Zigarettenkippen in verschiedenen Umgebungen autonom aufsammeln kann und damit möglicherweise menschliche Reinigungsbemühungen übertrifft. Diese Effizienz geht ein erhebliches Umweltproblem an, da jede weggeworfene Kippe über 700 giftige chemische Verbindungen in Ökosysteme auslaugen kann. Die Fähigkeit des Roboters, kontinuierlich zu arbeiten, begrenzt nur durch die Akkulaufzeit, bietet einen erheblichen Vorteil gegenüber manueller Arbeit. Die Vielseitigkeit von VERO bei der Navigation in schwierigem Gelände, wie z. B. Stränden, engen Gassen und Treppen, verstärkt sein potenzielles Wirkung auf Umweltschutzmaßnahmen zusätzlich.

Zukünftige Anwendungen und Herausforderungen

Über die Strandreinigung hinaus sehen die Forschenden breitere Anwendungsmöglichkeiten für die VERO-Technologie, darunter das Sprühen von Unkraut in der Landwirtschaft, die Inspektion von Rissen in der Infrastruktur und das Anbringen von Nägeln oder Nieten in Bauprojekten. Der Roboter steht jedoch vor Herausforderungen, wie z. B. einer geringeren Geschwindigkeit und Agilität im Vergleich zu Standard-Unitree-Robotern, dem Risiko, dass er beim Strandreinigen Sand zusammen mit Müll aufsaugt, und seinen hohen Kosten, die eine breite Akzeptanz einschränken könnten. Trotz dieser Hürden könnte die Anpassungsfähigkeit von VERO die intelligente Robotik in zahlreichen Branchen revolutionieren und möglicherweise manuelle Arbeit reduzieren und eine neue Ära der Automatisierung einläuten.