Roboterhund Spot erstellt 3D-Strahlungskarten in Echtzeit
Dem Roboterhund Spot haben Wissenschaftler ein System zur Erstellung von 3D-Strahlungskarten umgeschnallt. Nun wollen sie das Gesamtsystem autonom machen.
(Bild: Berkeley Lab)
Ein Wissenschaftsteam des Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) hat verschiedene Sensoren so kombiniert, dass sie damit in Echtzeit eine 3D-Karte nuklearer Strahlung erstellen können. Getragen wird das System von Roboterhund Spot des Unternehmens Boston Dynamics. Dessen Verhalten muss jedoch noch auf seine Aufgabe angepasst werden, damit er autonom agieren kann.
Die Forscher des Berkeley Labs haben unterschiedliche Sensoren in einem System miteinander kombiniert. Darunter fallen Videokameras, Lidar, Trägheitsmessgeräte wie Gyroskope und Beschleunigungsmesser sowie Partikelsensoren. Die riesigen Datenmengen, die die Sensoren liefern, werden per Szenendatendiffusion zu einem Gesamtbild zusammengeführt.
"Was wir jetzt mit unseren Systemen machen können, ist ziemlich revolutionär: Wir kartieren die Welt in drei Dimensionen und in Echtzeit", sagt Kai Vetter, Professor an der UC Berkeley und Gründer und Leiter des Berkeley-Lab-Programms für angewandte Kernphysik. Das System kann so Strahlung überall visualisieren, erklärt er.
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Angewendet wird das System bereits: Er und mehrere seiner Doktoranden arbeiten mit der japanischen Atomenergiebehörde zusammen, um Gebäude im verstrahlten Fukushima zu kartieren. Sie können per Hand, per ferngesteuerter Drohne und Roboterhund Spot durch Gelände und Gebäude bewegt werden.
Autonome Suche radioaktiver Objekte
Um unabhängiger agieren zu können, wie etwa die Untersuchung von Hotspots oder die Ermittlung von Strahlungswerten innerhalb eines Gebietes, untersuchen die Wissenschaftler nun, wie sie das System so mit dem Roboterhund Spot verbinden können, dass er die Kartierungen autonom durchführen kann.
Es ist einfach, ein solches System auf einem Roboter zu schnallen, sagen die Wissenschaftler. Im Fall des Roboterhundes Spot dauert es gerade mal zwei Minuten, um eine Localization and Mapping Platform (LAMP) mit dem Roboter zu verbinden. Schwierig wird es aber dann, wenn der Roboter aufgrund der ermittelten Strahlungsdaten intelligente Entscheidungen treffen soll.
Dazu müssen das LAMP und der Roboterhund miteinander verbunden werden und Daten austauschen können. Der Roboter muss zunächst wissen, was Objekte sind. Nur so ist er dann in der Lage, etwa eine radioaktive Quelle lokalisieren zu können. Ein Beispiel: Wenn sich auf einer anderen Seite einer Wand eine radioaktive Quelle befindet, würde der unwissende Roboterhund lediglich die Wand als radioaktiv ansehen. Er würde allerdings nicht auf die Idee kommen, dass sich das wirklich radioaktive Objekt hinter der Wand befindet, sodass er nachsehen kann.
Die Wissenschaftler arbeiten nun an diesem Problem. Sie wollen entsprechende Algorithmen entwickeln, um den Roboterhund intelligenter zu machen und die Effizienz der automatischen Kartierung von Radioaktivität zu erhöhen. Dies würde es dem dann autonom agierenden Roboter ermöglichen, kontaminierte Objekte und Bereiche aufzufinden, die gesäubert werden müssen. Außerdem könnte er Objekte identifizieren, die eine bestimmte Strahlungssignatur aufweisen und sofort zusätzliche Daten sammeln, um Anomalien untersuchen zu können.
Weitere Anwendungsgebiete
Die Forscher sehen den Einsatz von Robotern, die 3D-Strahlungskarten erstellen können, allerdings nicht nur im unmittelbaren Bereich nuklearer Strahlung. Das System könnte etwa auch dazu eingesetzt werden, nach geologisch interessanten Mineralien in Bergwerken Ausschau zu halten, die dort entsorgt wurden, wie etwa Lithium-haltiges Material zum Bau von Akkus für Elektroautos.
Auch sehen die Wissenschaftler des Berkeley Labs eine Anwendung bei der Beseitigung von Landminen in ehemaligen Kriegsgebieten. Die Minen seien zwar nicht radioaktiv, könnten jedoch mit Neutronen dazu angeregt werden, Gammastrahlung auszusenden. Die Landminen ließen sich dann einfacher aufspüren und beseitigen.
(olb)