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Gemeinsam mit den Partnern Post AG, Energie Steiermark, SFL technologies und i-Tec Styria erprobt die TU Graz das Potential autonomer Liefersysteme – in Berggebiete mittels Drohnen und in der (Grazer) Innenstadt mittels des E-Fahrzeugs Jetflyer.
„Logistik 4.0 startet nicht morgen, die Österreichische Post ist mittendrin und beschäftigt sich seit jeher intensiv mit den Möglichkeiten neuer Logistiklösungen – so auch mit der Drohnen- und Roboterzustellung. Wir sind unangefochtener Innovationsführer und haben in den letzten Jahren unsere Kompetenzen entlang der gesamten logistischen Wertschöpfungskette, vor allem aber auch auf der „letzten Meile“, stetig ausgebaut. Als landesweit führender Logistik- und Postdienstleister treiben wir die Forschung und Entwicklung auch in der autonomen Transportlogistik voran – und setzen dabei auf das Know-how starker, heimischer Partnerunternehmen“, so Peter Umundum, Vorstand Paket & Logistik der Österreichischen Post.
Johann Höllwart, CEO SFL technologies: „Eli ist das erste elektrobetriebene Nutzfahrzeug das in Österreich entwickelt und produziert wird und eine europäische Straßenzulassung besitzt. Eli ist in Zukunft mehr als ein Auto, sie ist eine mobile universelle Plattform – eine MUP – elektro- und oder wasserstoffbetrieben, die autonom mit Hilfe von Drohnen Zustelldienste erledigen, aber auch verschiedenste Daten wie Verkehrsdichte, Luftgüterüberwachung etc. sammeln, verarbeiten und weiterleiten kann.“
„Die i-Tec Styria GmbH versteht sich als Innovator und Entwickler im Kontext Micromobilität. So wurde auch der JETFLYER als eines von vier eMobilen auf die Straße gebracht und im Laufe der Jahre für verschiedenste Anwendungen weiterentwickelt. Nun folgt ein weiterer logischer Schritt dieses Leichtfahrzeug mit den Technologien des autonomen Fahrens zu komplementieren um am Feld der Logistik&Distribution neue Dienstleistungen und Service anzubieten“, so Gernot Hiebler, Geschäftsführer der i-Tec Styria.
„Die Energie Steiermark hat eine Offensive für die Erschließung neuer Dienstleistungen und Produkte gestartet, um die radikalen Veränderungen der Branche auch für neue Geschäftsmodelle nützen zu können. Im Fokus stehen dabei u. a. die Bereiche Energieeffizienz, Blockchain-Technologien, Smart Grid und der Bereich E-Mobilität. Durch das Jetflyer-Projekt können sich interessante neue Anwendungsgebiete erschließen, die wir dann möglichst bald unseren KundInnen als Dienstleistungen anbieten möchten“, so Martin Graf, Vorstandsdirektor der Energie Steiermark.
„Autonome Fahrzeuge zu Luft und am Boden sind ein aktives Forschungsgebiet der TU Graz. Drohnen und Fahrzeugen das Sehen und Denken beizubringen ist das Ziel einer Forschungsgruppe der TU Graz, die sich mit einer Spezialisierung auf die Themen Bildverarbeitung, Maschinelles Lernen, Objekterkennung und 3D-Rekonstruktion internationale Sichtbarkeit erarbeitet hat. Auch das Forscherteam aus dem Bereich autonome Roboterfahrzeuge entwickelt seit Jahren erfolgreich Methoden, Software und integrierte Systeme für verschiedenste Anwendungsfälle autonomer Roboter. Beide sind naturgemäß attraktive Kooperationspartner und arbeiten aktuell mit der Post AG, SFL technologies, i-Tec und der Energie Steiermark an der Umsetzung zweier Projekte zur autonomen Transportlogistik auf der letzten Meile“, sagt Horst Bischof, Vizerektor für Forschung der TU Graz.
Luftpost reloaded
Eine Drohne steigt auf, im Gepäck ein Brief oder ein kleines Päckchen. Sie steuert selbstständig einen entlegenen Bergbauernhof an, erkennt dort eine codierte Matte am Boden und landet punktgenau. Die Post ist überbracht, die Drohne fliegt zurück zu „ihrem“ Postboten und wird für den nächsten Start bestückt. Damit dieses Szenario eintreten kann, sind die Bilderkennung, Bildverarbeitung und selbstständige Landung der autonomen Zustelldrohne entscheidend. An diesen Themen arbeitet das Institut für Maschinelles Sehen und Darstellen der TU Graz: „Wir sorgen für die Intelligenz der Drohne. Was unsere Arbeit besonders macht: Während andere autonome Drohnen sich dank GPS zurechtfinden, haben unsere Drohnen Kameras und einen eigenen Computer an Bord, der die Bildauswertung übernimmt. Die Drohne ‚sieht‘ also, wo sie hinfliegt, und bewegt sich dementsprechend“, erklärt Friedrich Fraundorfer.
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Derzeit arbeitet sein Team intensiv an der Bildauswertungssoftware für den heiklen Landeprozess der Drohne. „Hier kommen nach dem Flug andere Sicherheitsaspekte zum Tragen: Die Drohne muss nicht nur ihren Landeplatz erkennen sondern auch, ob sich dort Personen, Tiere oder Hindernisse befinden, und entsprechend schnell reagieren“, sagt Fraundorfer. Startpunkt der autonomen Zustelldrohne ist eine ELI, ein von SFL eigens für Community Tasks entwickeltes E-Fahrzeug, das künftig auch bei der Postzustellung eine Rolle spielen kann. Die Post AG macht bereits erste Tests mit dem System der TU Graz.
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Autonome Postzustellung auf vier Rädern
Schon heute wird Post mittels des zweisitzigen Elektrofahrzeugs Jetflyer zugestellt – allerdings mit einer Person am Steuer. Gemeinsam mit der Post AG, der Energie Steiermark und i-Tec hat ein Team der TU Graz das Ziel: der Jetflyer soll im innerstädtischen Gebiet auch autonom Pakete zustellen können. Das Grundkonzept für den autonomen Jetflyer ist im Rahmen einer robotikbezogenen Diplomarbeit am Institut für Softwaretechnologie entstanden. Dazu Robotikexperte Gerald Steinbauer: „Wir haben das Konzept bereits mit kleineren, autonomen Roboterfahrzeugen am Campus Inffeldgasse erprobt, Software und Algorithmen sind Entwicklungen im Rahmen des RoboCup entsprungen. Jetzt geht es uns um einen Proof of Concept, für den wir unsere Erkenntnisse maßgeschneidert auf den Jetflyer umlegen.“
Konkret wird ein handelsüblicher Jetflyer in Zusammenarbeit mit dem Institut für Fahrzeugtechnik aufwändig umgebaut: Paketboxen werden montiert, wofür der Fahrersitz verkleinert wird. Sensorik und Rechner mit entsprechender Software für die autonome Steuerung (Stichwort Drive by Wire) und die Navigation des Fahrzeuges (automatische Ortsbestimmung im urbanen Raum mittels Karten und Lasersensoren, effiziente Routenplanung und zuverlässige Vermeidung dynamischer „Hindernisse“ wie Fußgängerinnen und Fußgänger, Fahrradfahrerinnen und -fahrer) werden integriert. Das freie autonome Navigieren im urbanen Raum stellt im Vergleich zu Indoor-Umgebungen durch die erhöhte Komplexität und Dynamik der Umgebung eine große Herausforderung dar. Dafür sind zwei Mitarbeiter mit RoboCup-Erfahrung nun für sechs Monate am Institut für Softwaretechnologie zuständig. Bis Herbst 2017 soll der Jetflyer frei und autonom in der Fußgängerzone der Grazer Innenstadt navigieren. Die Kosten für diese Technologieerprobung teilen sich die Post AG und die Energie Steiermark AG.
Die Bereiche Robotik und Computer Vision sind im Field of Expertise Information, Communication and Computing angesiedelt, einem von fünf Foschungsschwerpunkten der TU Graz.
