Für die New Yorker Polizei durchkämmt er gefährliche Umgebungen, die Feuerwehr setzt ihn für Such- und Rettungsmissionen ein und auf den abgelegenen Weiden Neuseelands hütet er Schafe. In Zukunft könnte »Spot«, ein vom US-amerikanischen Robotik-Unternehmen Boston Dynamics entwickelter Roboter-Hund, auch auf heimischen Baustellen zum Einsatz kommen.
Das auf Bau und Immobilien spezialisierte Beratungsunternehmen Drees & Sommer SE erforscht derzeit an seinem Hauptsitz in Stuttgart, wie der Roboter-Hund »Spot« auf Baustellen genutzt werden könnte – etwa für die optimierte Baustellendokumentation.
Völlig neues Level der Baustellendokumentation
Der Roboter-Hund »Spot« ist in der Lage, regelmäßig und sicher alle baulichen Veränderungen auf der Baustelle aufzuzeichnen und zu speichern. Das könnte die Baustellendokumentation auf ein völlig neues Level heben – denn Baupläne sind geduldig, und in der Realität sind Verzögerungen und Abweichungen von der ursprünglichen Planung eher die Regel als die Ausnahme. Ganz gleich, ob Probleme bei der Materialbeschaffung, Störungen in den Lieferketten oder Ausfall von Gewerken – fast immer wird anders gebaut als ursprünglich geplant.
„Bisher lag es im Zuständigkeitsbereich des Baumanagements, den Baufortschritt und eventuelle Verzögerungen zu prüfen, zu dokumentieren und etwaige Änderungen im digitalen Zwilling zu aktualisieren“, erklärt Wolfgang Kroll, der als Teamleiter bei Drees & Sommer die Digitalisierung des Baumanagements vorantreibt. „Nun gibt es für diese zeitaufwändigen Aufgaben einen stabilen vierbeinigen Helfer. Unser langfristiges Ziel ist es, den gesamten Baufortschritt eines Projekts in einem einzigen konsistenten Modell darzustellen und den Soll-Zustand aus der Planung mit dem Ist-Zustand auf der Baustelle abzugleichen.“
Roboter-Hund sammelt Daten
Spots Weg kann zwar vorab programmiert werden. Aktuell wird er jedoch – da die gesetzlichen Rahmenbedingungen autonome Laufwege verbieten – via Tablet in alle Winkel der Baustelle gesteuert, wobei der 73 Kilogramm schwere Roboter-Hund nicht nur auf Treppen und Brettern mit Trittfestigkeit überzeugt, sondern auch Menschen oder Zementsäcken ausweichen kann.
„Sehen“ kann Spot mittels Laserscannern der Firma Faro, die auf seinem Rücken montiert sind und mit denen er ein 360-Grad-Blickfeld hat. Die hochpräzisen Laserstrahlen tasten alle Oberflächen ab und erzeugen ein Netz aus Millionen einzelner Punkte. Dabei entsteht eine sogenannte Punktwolke: eine millimetergenaue, geometrisch exakte Abbildung der Umgebung, die als Grundlage eines digitalen Zwillings dient. Der Soll-Ist-Abgleich aus Planung und tatsächlichem Baufortschritt soll somit erleichtert werden.
Digitaler Zwilling für Neu- und Bestandsbauten
Erste Erfahrungen mit dem Soll-Ist-Abgleich hat Spot letztes Jahr beim Neubau des Drees & Sommer-Headquarters OWP 12 in Stuttgart gesammelt. Neben Neubauprojekten ist aber auch denkbar, Spot für den Scan von Bestandsgebäuden einzusetzen. Hier liegt großes Potenzial, denn immerhin wurde ein Großteil aller Gebäude gebaut, bevor es den digitalen Zwilling gab. Für die Bauplanung birgt das Herausforderungen, wenn es an Umbau oder Umnutzung geht. Existiert allerdings ein vollständiger Scan des Objekts, können die Planerinnen und Planer aus den einzelnen Datenpunkten ein realitätsgetreues, virtuelles Modell erstellen und anhand dessen Bauprozess und -logistik besser koordinieren.
Für Bauherrn und Nutzer hat das einen weiteren Vorteil: Sie können sich in dem digitalen Modell virtuell bewegen und sehen anhand einer 3D-Umgebung alle geplanten Strukturen. Damit können sie sich das Gebäude viel leichter vorstellen als auf einem zweidimensional gezeichneten Bauplan. Im Drees & Sommer-Innovation Center in Stuttgart wird aktuell getestet, wie gut Spot sich in Bestandsgebäuden zurechtfindet.
Forschungsprojekt soll Einsatzmöglichkeiten verbessern
Bevor der Roboter-Hund zur Serienreife gelangt und über die heimischen Baustellen wachen kann, muss er jedoch noch einiges lernen. Bisher erkennt der Hund beispielsweise sogenannte Scanschatten nicht. Stehen etwa Baumaterialien herum, werden diese ebenfalls erfasst und in die Punktwolke als Gebäudedaten übertragen.
Was Spot einmal können soll, stellt sich Kroll so vor: „Der Roboter soll selbst entscheiden können, wann ein Scanschatten vorliegt und wann nicht. Er muss lernen, wichtige von unwichtigen Änderungen automatisiert zu erkennen.“
Wie das gelingen kann, untersuchen die Laserscan-Spezialisten von Faro in einem gemeinsamen Forschungsprojekt mit den Baumanagement- und Digitalisierungsexperten von Drees & Sommer. Vielversprechend sind Ansätze, die Künstliche Intelligenz und klassische Mustererkennung verbinden. So soll der Roboter-Hund unterscheiden lernen, welche Datenpunkte zum Gebäude gehören und welche er löschen kann.
Doch eine solche Schulung braucht Zeit: Bis Spot autonom über die Baustelle spazieren und dort den Baufortschritt dokumentieren kann, wird es noch eine Weile dauern. Bis dahin macht er seine Gänge gemeinsam mit der Baumanagerin oder dem Baumanager.
