Roboter können Flüsse reinigen, Abfall sortieren oder Anlagen für erneuerbare Energien inspizieren, aber ihr eigener ökologischer Fußabdruck bleibt eine offene Frage. Um diese zu beantworten, verfügt die Robotik-Community nun über ein Werkzeug: das Projekt Robotics Eco-Label, geleitet von Bram Vanderborght an der Vrije Universiteit Brussel in Belgien. Es gehört zu den Projekten, die durch die Nachhaltigkeitsförderungen der IEEE RAS finanziert werden und im Juni auf der ICRA vorgestellt wurden.
- Das Robotics Eco-Label Toolkit bewertet den ökologischen Fußabdruck eines Roboters über seinen gesamten Lebenszyklus.
- Eine Open-Source-Plattform findet den leichtesten kollaborativen Roboter, der eine gewünschte Aufgabe erfüllt.
- Ein sonnennachführendes Solarpanel liefert laut Team 60,3 % mehr Leistung als ein feststehendes.
- Das Caretta-Projekt bringt Zyprioten Robotik nahe und entwickelt einen Prototyp gegen Küstenverschmutzung.
Ein Nachhaltigkeits-Score für Roboter
Der Fußabdruck eines Roboters umfasst seinen gesamten Lebenszyklus, von der Gewinnung seltener Erden über die Herstellung und Nutzung bis hin zur Entsorgung. Bislang verfügte die Community über keine speziellen Werkzeuge, um ihn zu berechnen. Das Robotics Eco-Label Toolkit, ein leicht zugängliches Online-Werkzeug, zerlegt den Roboter in mehrere Elemente: Materialien, Energiequellen, Sensoren, Prozessoren, Aktuatoren (die Komponenten, die Bewegungen ausführen), Design und Recyclingfähigkeit.
Jedes dieser Elemente wird anhand von fünf Kriterien bewertet: Ressourcenschonung, Lebensdauerverlängerung, CO2-Fußabdruck, Energieeffizienz und Kreislauffähigkeit. Die Ergebnisse werden in einer gewichteten Matrix kombiniert, um einen Eco-Score von 0 bis 100 zu erzeugen. Die Gewichtungen sind in dieser Phase noch nicht festgelegt; ihre Definition wird Teil der zukünftigen Forschungs- und Kooperationsarbeit sein. Eine niedrige Punktzahl in einem Bereich kann auf energiehungrige Aktuatoren, begrenzte Reparierbarkeit, schwer recycelbare Materialien oder das Fehlen eines Entsorgungskonzepts hinweisen. Das erklärte Ziel ist es, Umweltkompromisse bereits in den frühen Designphasen sichtbar zu machen.
Den passgenau dimensionierten Roboter kaufen
Nachhaltigkeit hängt auch von Kaufentscheidungen ab. Ein größerer oder leistungsfähigerer Roboter als nötig verbraucht mehr Material und Energie, ohne dass seine Fähigkeiten genutzt werden. Ein von der IEEE RAS gefördertes Team unter Leitung von Antun Skuric hat eine Open-Source-Plattform zur Bewertung der Nachhaltigkeit von kollaborativen Robotern entwickelt. Der Nutzer definiert den benötigten Arbeitsraum, die Nutzlast und die Trajektorie, und die Plattform identifiziert den Roboter mit der minimalen Masse, der diese Anforderungen erfüllt. Interaktive Werkzeuge ermöglichen es, den Roboter zu visualisieren, den erreichbaren Raum und wichtige Konfigurationen zu betrachten.
Solarenergie und Pädagogik
In Nigeria haben über 90 Millionen Menschen keinen zuverlässigen Zugang zu Elektrizität. Das Projekt SolarPeer 360, geleitet von Umar Adetola Abdulganiyy, einem Studenten der Federal University of Technology in Minna, kombiniert robotergestützte Sonnennachführung, KI-gestützte Optimierung und Peer-to-Peer-Energieverteilung. Laut dem Team « kann die effizienter gewonnene Energie gerechter geteilt werden ». Es gibt an, einen durchschnittlichen Leistungsgewinn von 60,3 % in einem Vergleich zwischen einem sonnennachführenden und einem feststehenden Panel gemessen zu haben, wobei die Leistung von 3,83 W auf 6,14 W stieg. Die KI-gestützte Optimierung soll zudem Energieverluste in der Testumgebung um etwa 25 % reduziert haben. Fünf Mini-Gemeinschaftssysteme wurden installiert, und ein Workshop zu Solarenergie erreichte über 500 Schüler.
In Zypern hat das Projekt Caretta unter Leitung von Mustafa Kemal Ambar Schülern im Alter von 8 bis 16 Jahren Robotik und nachhaltige Entwicklung nähergebracht. Inspiriert von der Unechten Karettschildkröte entstand daraus ein Roboterprototyp zur Verringerung der Küstenverschmutzung. Zwei Küstenreinigungsaktionen wurden organisiert, und mehr als 30 Schüler nahmen an den Seminaren und praktischen Aktivitäten teil. Bei einer Feldübung zeigte einer von ihnen die Plastikabfälle am Wasser und bemerkte: « Vielleicht fressen die Schildkröten das nicht mehr, wenn Caretta schneller arbeitet. »
