Nach dem Smart Home kommt nun der „Smart Garden“. Dass Mähroboter dafür noch an Intelligenz zulegen können, ist Thema eines Forschungsprojekts der Uni Innsbruck. Etwa, wie auf Hindernisse reagiert werden soll.
Blumen gießen, Hecken stutzen, Unkraut entfernen: Manche Gartenbesitzer machen's gern und mit Hingabe, für viele hingegen sind solche Arbeiten bloß eine lästige Notwendigkeit. Der „Smart Garden“ schickt sich an, ihnen solche Verpflichtungen teilweise abzunehmen. Mit Abstand am verhasstesten ist das zeitaufwendige Stutzen des Grases. Mähroboter, die diese Aufgabe übernehmen, gibt es zwar schon seit einiger Zeit, sie verrichten meist auch recht ordentlich ihren Dienst. Doch der Wissenschaft sind sie für einen rundum automatisierten, zuverlässigen Einsatz noch nicht intelligent genug – Anlass für ein Forschungsteam der Universität Innsbruck, zu überlegen, wie man sie noch smarter machen kann.
Das von der Forschungsförderungsgesellschaft FFG unterstützte Projekt „Interas“ liefert nun neue Lösungsansätze. Es sind unvorhergesehene Situationen, die selbst die intelligentesten Maschinen vor Herausforderungen stellen. Aus Rasenmäher-Sicht bedeutet das, dass zum Beispiel ein Stein, ein Holzstück oder Müll anstelle von Gras zwischen die Messer geraten kann. „Der Algorithmus muss die Situation nun bewerten und eine Entscheidung treffen, zum Beispiel: stehen bleiben oder weitermachen“, erklärt Johannes Gerstmayr vom Institut für Mechatronik, der Leiter des Projekts.
Vibrierendes Gehäuse
Um diese Konfliktsituation noch zufriedenstellender als bisher zu lösen, wollen die Wissenschaftler nun nachschärfen. Das Problem: „Wir müssen wissen, welche Kräfte an den Messern, die sich sehr schnell bewegen und die ein äußerst komplexes System darstellen, in jedem Sekundenbruchteil wirken.“ Sensoren direkt an den Messern seien eher unpraktikabel, Gerstmayr und sein Team haben aber eine mögliche Alternative gefunden: Beschleunigungssensoren am Gehäuse. „Das Gehäuse eines Rasenmähers vibriert, das heißt, es schwingt und vollzieht fortwährend Richtungsänderungen“, erklärt der Experte. „Und es vibriert anders, je nachdem, ob Gras gemäht wird oder ob ein Hindernis in den Messern steckt.“
Menschen können den Unterschied hören, Rückschlüsse darauf ziehen, was sich im Inneren des Rasenmähers abspielt, und danach handeln. Autonome Geräte sind jedoch auf sich allein gestellt. Da übernehmen die Sensoren und ein Algorithmus das Denken. Gerstmayr: „Es besteht ein mathematischer Zusammenhang zwischen dem Vibrieren und Beschleunigungsänderungen. Die Sensoren nehmen diese Änderungen wahr, der Algorithmus analysiert sie und versucht, Muster zu erkennen.“ Ähnliche Muster weisen auf ähnliche Vorgänge in den Messern hin und helfen den selbsttätigen Rasenmähern, die richtigen Entscheidungen zu treffen.
Prüfstand und Simulationen
„Die Tests und Messungen auf dem Prüfstand werden mit mathematischen Modellen abgeglichen“, ergänzt Gerstmayr. „Dann sehen wir, ob die Laborergebnisse mit den Ergebnissen der Simulationen übereinstimmen.“ Ziel ist letztlich, dass autonome Rasenmäher in Sachen Sicherheit und Gebrauchstauglichkeit noch besser abschneiden als bisher.
Damit wäre ein weiterer Schritt in Richtung „Smart Garden“ getan. Modelle unterschiedlicher Marken lassen sich heutzutage bereits unter anderem über Apps programmieren sowie in umfassende autonome Systeme integrieren. Und die Gartenbesitzer haben zumindest eine lästige Arbeit weniger.
("Die Presse", Print-Ausgabe, 24.07.2021)