Wir informieren oft über die Bedeutung autonomer robotischer Systeme, über KI-Unterstützung, vernetzte Sicherheitskopnzepte, Integration von IoT befähigten Aktoren und unsere digitalen Lösungen ACUDA (Autonomous Center of Unified Digital Actors) und NUCRON (IoT Injektor). Der Schwerpunkt liegt dabei meist auf deren Features, Einsatzmöglichkeiten und Vorteile qualitativer bzw. finanzieller Art. Die Grundlage oder sagen wir besser wichtigste Basis all dieser Innovationen, eine stabile Breitbanddatenkommunikation, wird hingegen als „selbstverständlich“ betrachtet und selten thematisiert. Lasst uns heute daher den Fokus genau darauf legen.
Wie kommunizieren unsere Systeme miteinander?
Während sich also auf der Seite der Robotics Hersteller (durch weitere „Mitspieler“ auf dem Markt, Upgrades oder komplett neue Modelle), Netzwerkexperten/Softwareentwickler (Erweiterung der ACUDA Features, Erstellung neuer Module, Datenmanagement, Schnittstellen, usw.) und Integratoren (Einbindung in differenzierte Sicherheitskonzepte, Payload-anpassungen / -entwicklungen, Sensorik, Forschungseinsätze) wie Security Robotics sehr viel bewegt, sieht das auf Anwender / Kunden / Projektpartnerseite noch nicht ganz so aus.
Digitalisierung und Prozessautomatisierung finden – wenn überhaupt – nur rein softwareseitig statt und werden noch nicht konsequent auf das „täglich Brot“, also in den Projektalltag übertragen. Dabei existieren gerade hier enorme Einsparpotentiale zeitlicher und finanzieller Natur, kann man gleichzeitig nachhaltig + kosteneffizient planen und umsetzen. Und nicht zu vergessen, (er)fordern es viele Projekte agil & skalierbar, eben smart zu handeln.
Informations- und Marktvorsprung durch die Nutzung von Schlüsseltechnologien
Wir nutzen aktuell dafür alle technischen Möglichkeiten, d.h. Roboter kommunizieren bidirektional per LTE / 5G oder in einem geschützten WiFi-Netzwerk miteinander und der zentralen Plattform. Bei Direktsteuerung vor Ort wird Bluetooth oder WiFi eingesetzt, zur Orientierung verwenden einige Systeme GPS, können aber auch mit alternativen Systemen wie IPS bzw. der Nutzung von LIDAR ihren Routen folgen. Kommunikationsmodelle wie PROMOBOT dienen als digitale Empfangsdienste, stellen also vor allem Informationen zur Verfügung und benötigen daher einen schnellem Zugang zum Internet und Webservices. Es gibt also mehrere Arten Daten, welche parallel gesendet, empfangen, verwendet und somit hier betrachtet werden müssen:
- Movement: Daten, bzw. dessen Interpretation, welche zur Orientierung im und der Reaktion auf Geländemerkmale erzeugt, interpretiert und empfangen werden
- Navigation: Daten, welche empfangen / gesendet werden, um darauf beruhend Routen zu erhalten (oder selbst aufzuzeichnen + senden), diesen zu folgen und an definierten Punkten Aufgaben zu erfüllen.
- Steuerung: Signale, welche an den Roboter gesendet und von diesem zur manuellen Direktsteuerung verwendet werden (Bluetooth nur für Kurzstrecken nutzbar)
- Sensorik, Streams: Alle Informationen, welche von den Bordsystemen und allen aktiven Palyload-Geräten erfasst und übermittelt werden und nicht dem Movement, bzw. der Eigennavigation des Roboters dienen.
- Livekommunikation: Bild- und Tonsignale, welche bidirektional Ansprachen und Kommunikation mit Personen ermöglichen
- Informationen: Anfragen welche per Audio oder Direkteingabe (Touchscreen, Displays, Tastenfelder usw.) an verbundene Sprachdatenbanken gesendet werden und nach Interpretation eine Ausgabe in Audio, visueller Form (Display) oder per angeschlossener Geräte (Drucker) ermöglichen
Egal um welche Art der Datenübertragung es sich handelt, spielen stets 2 Merkmale eine Rolle: Bandbreite und die Latenz, sprich wie viele Daten können in hoher Qualität wie schnell gesendet / empfangen werden. Soll beispielweise eine Vielzahl komplexer Sensordaten in Kombination mit hochauflösenden Videodaten parallel gestreamt werden, bedarf es der passenden Bandbreite, welche flexibel die Datenmenge handeln kann.
Müssen Informationen sehr schnell, in „Echtzeit“ zur Verfügung stehen, wie dies bei Positionsbestimmungen von agilen autonomen Drohnen zwingend nötig ist, sind Verzögerungen bei der Datenübertragung nicht hinnehmbar. Digitale Services, wie die schnelle Reaktion auf Anfragen, Geldtransaktionen, Bereitstellung von Materialien (bspw. Tickets) oder bspw. auch die Entscheidung über Zutritt oder nicht, profitieren ebenfalls entscheidend von einer stabilen Verbindung. Oder denken Sie an CAS (Computer Assisted Surgery), bei dem ein Facharzt komplexe Operationen auch remote sogar aus dem Ausland durchführen kann, die Schnelligkeit der Datenverbindung aber sprichwörtlich über Wohl und Wehe des Patienten entscheidet.
Roboter selbst können entscheidend optimiert werden, wenn es gelingt, viele der bisher On-Board-realisierten Berechnungen in ACUDA oder Webservices auszulagern. Das spart Material, Platz, Strom, Wartung, Konfigurations- und Verwaltungsaufwand, zudem können dann alle angeschlossenen Systeme noch einfacher die validierten Daten nutzen. Hoch performante Kommunikationsverbindungen erlauben es uns somit auch, bereits bei der Konstruktion / Konzeption nachhaltig(er) und ökologisch(er) zu denken.
Das 5G-Netzwerk der Zukunft:
breit, schnell, sicher, skalierbar
Immer mehr an Bedeutung auch für unsere Leistungen und Services gewinnt dabei das 5G Netz. (Wenn) Flächendeckend und ausfallsicher verfügbar, erlaubt es allen digitalisierten Actors und sämtlichen Leitstellen, Kontrollzentren sowie Endgeräten eine blitzschnelle Kommunikation miteinander und damit auch das Skalieren von Konzepten.
Denn, und das ist der entscheidende Punkt, die Datenmengen werden weiter ansteigen, Projekte mit hohem Digitalisierungsgrad und damit einer hohen Datenlast müssen in den nächsten Jahren flachendeckend realisiert werden (können). So wie der Sicherheitssektor mehr und mehr Innovationen nutzt und damit RaaS und SaaS Services zum Standard werden, trifft dies auch auf alle anderen Bereiche zu. Es gilt also frühzeitig sehr intensiv zu forschen, analysieren, planen, definieren, wie die Digitale Communication in Zukunft bewältigt werden kann.
Ein gutes Beispiel dafür ist Tri5G, ein Projekt, welches die Verkehrswege Straße, Schiene und Luft nicht getrennt mit den jeweiligen Bedingungen betrachtet, sondern gesamtheitlich und in einer definierten „Modellregion“, dem Leipziger Nordraum. Namhafte Unternehmen, Institute und Wissensträger tragen Ihren Teil zur Umsetzung der Vision bei und wir unterstützen das ICCAS der Universität zu Leipzig durch die Bereitstellung / Support des mobilen und autonomen Robotersystems Spot.
Die mehr als ein Dutzend Use cases umfassen u.a. Drohneninspektionen mit KI-gestützter Bildauswertung, Zaunüberwachung mittels Robotik, Smart Sensorik Technologie, alles Themen, deren Erkenntnisse unsere Entwicklungen und Projekte mittelbar berühren. Daher sind wir gespannt auf erste Ergebnisse, denn eines ist sicher:
Die Menge an Daten und der Anspruch auf deren sofortige Verfügbarkeit & Nutzung wird in den nächsten Jahren exponentiell wachsen.
Fluch oder Segen?
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Michael Engel
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