KR AGILUS beklimt als raampoetser nieuwe hoogtes

Om het poetsen van ramen te automatiseren ontwikkelde het team van Skyline Robotics Ozmo: Dit systeem combineert de KR AGILUS-robot van KUKA met een computerondersteund beeldverwerkingssysteem, kunstmatige intelligentie (KI) en technologieën voor machine learning. Wat voordien drie tot vier maanden hard lichamelijk werk vergde, doet Ozmo automatisch in bijna de helft van de tijd. De belangrijkste verbetering van deze nieuwe ontwikkeling: Het systeem zorgt voor veiligheid door menselijke arbeidskrachten op het werkplatform te vervangen. Want voor de handmatige glasgevelreiniging zijn normaal drie tot vier medewerkers nodig: Twee die op het werkplatform langs de gevel poetsen, een persoon op het dak van het gebouw en soms nog iemand op de grond. Om met Ozmo te werken, is slechts één persoon vereist, die het werkplatform, de stroom- en watervoorziening en de kraan bestuurt. De robot zorgt ondertussen voor de glasgevel.

Om de stroom- en watervoorziening te verzekeren, werd Ozmo zo ontworpen dat hij in de bestaande infrastructuur van de gebouwonderhoudseenheid (Building Maintenance Unit, BMU) past, waarbij hij stroom en water uit het gebouw zelf gebruikt. Het werkplatform bestaat deels uit een tafel met verschillende sensoren en computers. Bovenop zit de robotarm met zijn Lidar-camera (Lidar staat voor light imaging, detection and ranging en voor het gebruik van laserpulsen). De Lidar-camera maakt gebruik van lasers van klasse 1, die voor mensen ongevaarlijk zijn. Zodra deze tafel in het bestaande werkplatform voor de gevelreiniging wordt bevestigd, is het systeem klaar voor gebruik.

Ross Blum, President en COO van Skyline Robotics, vertelt dat het Skyline-team de afgelopen vijf jaar aan het Ozmo-project heeft gewerkt. Daarbij werden verschillende technologische obstakels overwonnen en werden iteratieve stappen gezet op weg naar de integratie van alle benodigde componenten en functies. Daartoe behoren ook de industriële robot KR AGILUS en zijn programmering, die de robotarm in staat stelt om bij het poetsen van ramen menselijke bewegingen te imiteren.

Ross Blum ziet analogieën voor de menselijke zintuigen wanneer hij de werkwijze en eigenschappen van het Ozmo-systeem toelicht: "De robotarm communiceert met de Lidar-camera, die de robot in staat stelt om te "zien", en met een kracht-draaimomentsensor aan het einde van de reinigingsborstel, die zijn "tastzin" voorstelt. De systeemsoftware fungeert als de "hersenen" en verzamelt de gegevens van de verschillende camera's en sensoren voor een continue optimalisering van de baanplanning met een snelheid van circa 200 keer per seconde, terwijl Ozmo automatisch langs de glasgevel van de wolkenkrabber omlaag gaat." Het kernstuk van de Ozmo-oplossing is de KR AGILUS in de waterproof-uitvoering in combinatie met softwaregebaseerde kunstmatige intelligentie, die gebruik voor glasgevelreiniging mogelijk maakt. Skyline Robotics ontwikkelde een algoritme dat de krachtcontrole en andere variabelen naar de robot terugstuurt. Daardoor kan worden geregeld hoeveel druk de robot op het glas van het gebouw uitoefent.

De kleine robotbesturing KR C5 micro van KUKA in het systeem Ozmo draagt aanzienlijk bij aan het naleven van de wereldwijd verschillende gewichtsbeperkingen voor werkplatforms. De KR C5 micro weegt slechts 9,8 kg, is daardoor tot 16 kg lichter dan vergelijkbare besturingen en heeft ook veel minder ruimte nodig. In sommige gevallen kan Skyline Robotics daarom meerdere KR AGILUS op een werkplatform onderbrengen, zelfs bij strengere gewichtsbeperkingen. "We willen het veld beheersen als het gaat om het gebruik van robots buiten gecontroleerde omgevingen", benadrukt Blum. "En wij geloven dat KUKA de juiste automatiseringspartner is om ons op deze weg te begeleiden. Ook KUKA breidt met zijn robotica de grenzen van typische toepassingsvormen uit, en we kijken ernaar uit nauwer met de KUKA-ingenieurs samen te werken om specifiek voor de buitenomgeving bestemde producten te ontwikkelen."

Alle in Ozmo geïntegreerde technologie is uiterst vooruitstrevend, vooral de software en de eersteklas hardwarecomponenten. Deze laten Skyline Robotics enerzijds toe de robotbewegingen te controleren en steeds opnieuw aan te passen terwijl de robot de ramen poetst. En ze maken het anderzijds mogelijk om het werkplatform met de robot in real-time te stabiliseren. Dat is een uitdaging, omdat telkens weer rekening moet worden gehouden met onverwachte gebeurtenissen zoals windstoten of bijzonderheden van de kraankinematica. Dit kan ertoe leiden dat de ene kant van het platform verder naar beneden helt dan de andere. Ozmo is echter in staat om deze variabelen te registreren en onmiddellijk te compenseren. Zo wordt een glasreiniging van de hoogste kwaliteit en het meest efficiënte pad verzekerd. Om te stabiliseren maakt Ozmo gebruik van de KR AGILUS-robot en zijn vermogen om als tegenkracht voor een onstabiel werkplatform te werken. De robotarm blijft dan een extra halve seconde aan het venster van het gebouw gefixeerd om schommelbewegingen van het werkplatform te voorkomen. Volgens Ross Blum is Skyline Robotics het eerste en tot nu toe enige roboticabedrijf dat een robotarm succesvol op deze manier gebruikt.

A propos proof-of-concept-fase: Hiervoor krijgt Skyline Robotics nu omvangrijke ondersteuning. Het bedrijf maakte de succesvolle afronding van een financieringsronde van 6,5-miljoen dollar bekend. Skyline Standard Holdings leidde de financieringsronde, Kärcher New Venture GmbH, Gefen Capital en anderen namen eraan deel. "Kärcher is verheugd om Skyline Robotics verder te ondersteunen bij de missie om een efficiëntere en veiligere werkomgeving te creëren voor de reiniging van ramen op mondiaal niveau ", aldus Patrick Nennewitz, Head of Corporate Venturing bij Kärcher New Ventures GmbH. Volgens Nennewitz is "het vermogen van Skyline om een sector met behulp van robots om te vormen en tegelijkertijd banen te creëren, een model dat andere roboticabedrijven zouden moeten imiteren. Aangezien gebouwen steeds hoger worden en het aantal werknemers daalt, komt de oprichting van Skyline op het juiste moment en is noodzakelijk."