08.11.2024
KÜNSTLICHE INTELLIGENZ

TU Wien: Neuer lernender Roboter putzt Badezimmer

An der Technischen Universität Wien (TU Wien) wurde ein Roboter entwickelt, der selbstständig das Badezimmer reinigen kann. Auch für handwirkliche Betriebe kann diese Technologie nützlich sein.
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Ein Putzroboter putzt ein Waschbecken.
Der neue Putzroboter der TU Wien beim Reinigen des Test-Waschbeckens (c) tuwien.at

Roboter können für uns mittlerweile Staubsaugen, Rasenmähen oder Abwaschen. Doch wann können sie komplexere Aufgaben wie das Putzen eines Badezimmers erledigen? Forschende an der TU Wien haben nun möglicherweise eine Antwort darauf.

Denn an der TU Wien wurde ein neuer Putzroboter für das Badezimmer entwickelt, der unter anderem Waschbecken nach vorheriger Anleitung reinigen kann. Die Arbeit wurde bei der IROS 2024 in Abu Dhabi präsentiert – einer der renommiertesten Robotik-Konferenzen weltweit.

TU Wien-Roboter lernt vom Menschen 

Programmiertechnisch ist Putzen recht komplex. Ein Waschbecken ist sehr verwinkelt. Wie kommt man in die schwierigen Ecken, wieviel Kraft muss festgelegt werden? Ein Mensch macht es vor – der Roboter der TU Wien lernt.

„Die geometrische Form eines Waschbeckens mit Kameras zu erfassen, ist zwar relativ einfach. Aber das ist nicht der entscheidende Schritt. Viel schwieriger ist es, dem Roboter beizubringen: Welche Stelle der Oberfläche soll er mit welcher Art von Bewegung bearbeiten? Wie schnell? In welchem Winkel? Mit welchem Kraftaufwand?“, sagt Andreas Kugi vom Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik.

Nach Aussage der TU Wien benutzt der Roboter zum Lernen einen “Hightech-Schwamm”, ausgestattet mit Kraftsensoren und Tracking-Markern. Damit putzte ein Mensch mehrfach eine Außenkante des Test-Waschbeckens. „So generieren wir mit einigen wenigen Demonstrationen eine Riesenmenge an Daten, die dann verarbeitet werden, damit der Roboter lernt, was richtiges Putzen eigentlich bedeutet“, sagt Hartl-Nesic, der in Kugis Team die Industrial-Robotics-Gruppe leitet

Roboter hilft Handwerksbetriebe

Die neue Technologie sei laut TU Wien für viele Prozesse interessant, wie beispielsweise für das Schleifen von Holzwerkstücken in Tischlereien, das Reparieren und Polieren von Lackschäden an Fahrzeugkarosserien oder das Schweißen von Blechteilen. Letztlich sollen diese Roboter auf mobile Plattformen gesetzt werden können, sodass sie in Handwerksbetrieben flexibel eingesetzt werden.

Der Lernprozess gelingt laut Aussage der TU Wien durch eine innovative Datenverarbeitungsstrategie. Dabei werden mehrere bereits erprobte Techniken aus dem Bereich maschinelles Lernen kombiniert. Die Messdaten werden statistisch aufbereitet, und mit den Ergebnissen wird ein neuronales Netzwerk trainiert. Daraus resultieren optimierte Anweisungen für die Bewegungen des Roboterarms.

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NovaLabs
© NovaLabs - Gründer von NovaLabs: Christian Gubik und David Schweiger (v. l.).

NovaLabs ist ein steirischer Produzent von Nahrungsergänzungsmitteln und hat seit der Gründung vor rund fünf Jahren den Umsatz jährlich verdoppelt: Allein heuer sollen 25 Millionen Euro erwirtschaftet werden, so das Ziel.

NovaLabs: Drei Millionen Euro in neue Anlagen

Das Wachstum veranlasste die beiden Gründer und Geschäftsführer David Schweiger und Christian Gubik nun zum nächsten Expansionsschritt: Nachdem heuer bereits rund zwei Millionen Euro in den Aufbau des kürzlich eröffneten zweiten Standorts in Graz-Rudersdorf geflossen sind, werden bis Jahresende weitere drei Millionen Euro in neue Maschinen und Anlagen investiert.

„Der Markt für Nahrungsergänzungsmittel – von Proteinen und Kollagen über Vitamine bis hin zu Mineralstoffen – wächst extrem stark. Wir haben uns als Produzent mit hohem Qualitätsanspruch einen Namen gemacht. Mit der aktuellen Investition bauen wir unsere Kapazitäten gezielt aus, um mit der steigenden Nachfrage Schritt halten zu können“, erklärt das Gründerduo unisono.

Im Mittelpunkt des Investitionsprogramms stehen zwei neue Verpackungslinien für Kapseln am Standort Graz-Rudersdorf. Auch am Hauptsitz in Graz-Straßgang wird die Produktion erweitert: Eine neue Füllmaschine dosiert pulverförmige und optional auch flüssige Produkte automatisiert in Stickpacks. Ergänzt wird die Anlage durch eine neue Standbodenbeutel-Linie für wiederverschließbare Pulververpackungen sowie einen Pick-and-Place-Roboter. Damit soll vor allem die steigende Nachfrage nach pulverförmigen Produkten, insbesondere Kollagen, abgedeckt werden.

„Pulver im Standbodenbeutel oder in den Stickpacks ist derzeit eines der großvolumigsten Segmente am Markt. Gleichzeitig sehen wir weiterhin eine sehr starke Nachfrage nach Kapseln in unterschiedlichsten Formen und Rezepturen“, sagt Schweiger. Die neuen Anlagen werden dem Unternehmen zufolge sukzessive in den kommenden Wochen geliefert beziehungsweise in Betrieb genommen. Bis Jahresende soll das gesamte Investitionsprogramm umgesetzt sein.

Neue Mischhalle

Auch am Grazer Hauptsitz wird erweitert: In die bestehende Produktion wird eine neue Mischhalle mit drei Anlagen integriert. Dort werden Rohstoffe künftig automatisiert eingewogen, zugeführt und weiterverarbeitet. Zum Einsatz kommt unter anderem ein Kugelmischer mit einem Fassungsvermögen von rund 2.000 Litern. Zwei gegenläufig arbeitende Wellen würden dabei für eine gleichmäßige Durchmischung sorgen. Der Mischvorgang soll dadurch von bisher bis zu 20 Minuten auf rund 90 Sekunden verkürzt werden.

Dabei gehe es aber nicht nur um Geschwindigkeit, sagt Schweiger: „Die immer komplexeren Zusammensetzungen stellen auch höhere Ansprüche an die eingesetzte Mischtechnologie. Bei einer Rezeptur können beispielsweise mehrere hundert Kilogramm eines Rohstoffes mit nur wenigen Gramm eines anderen Wirkstoffes kombiniert werden. Auch bei diesen Kleinstmengen muss am Ende eine gleichmäßige Verteilung im gesamten Produkt sichergestellt werden.“ Das Gründer-Duo sieht darin auch einen Beleg für eine sich immer stärker professionalisierende Branche: „Was vor wenigen Jahren mit klassischen Fassmischern ausreichend war, genügt den heutigen Anforderungen nicht mehr.“

NovaLabs-Umsatz genährt durch Export

Bemerkenswert ist zudem, dass rund 50 Prozent des NovaLabs-Umsatzes mittlerweile im Export erzielt werden. Deutschland ist mit rund 40 Prozent des Gesamtumsatzes inzwischen der wichtigste Auslandsmarkt. Weitere Produkte gehen unter anderem in die Schweiz, nach Belgien und Frankreich. Über Kunden und Vertriebspartner gelangen die in der Steiermark hergestellten Nahrungsergänzungsmittel darüber hinaus bis nach Dubai und China. „Unsere Kunden wachsen – und wir mit ihnen. Gleichzeitig gewinnen wir laufend neue Aufträge. Unsere Aufgabe ist deshalb, die Produktion heute bereits so aufzustellen, dass sie auch mit den Mengen von morgen umgehen kann“, sagt Gubik.

Der Expansionskurs macht sich bei NovaLabs auch bei der Beschäftigung bemerkbar. Anfang des Jahres verfügte NovaLabs über 76 Mitarbeiter:innen. Rund 30 zusätzliche Stellen wurden 2026 bislang geschaffen – die Beschäftigtenzahl ist damit auf über 100 gestiegen. Weitere Neueinstellungen sind bis Jahressende geplant.

„Je automatisierter und größer wir werden, desto wichtiger werden Menschen, die Prozesse verstehen, Anlagen beherrschen und unsere Strukturen mitentwickeln“, erklärt Schweiger. Für ihn und Co-Gründer Gubik ist die Millioneninvestition daher weniger Abschluss der jüngsten Expansion als Vorbereitung auf die nächste Wachstumsstufe, so die Geschäftsführer: „Am ursprünglichen Ziel hat sich nichts geändert: Wir sind angetreten, um Europas führender Produzent für Nahrungsergänzungsmittel zu werden. Dafür schaffen wir jetzt die industrielle Basis.“

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