Sommer, Sonne, Strand – und Zigarettenstummel

Zigarettenstummel sind der zweithäufigste nicht entsorgte Müll auf der Erde – von den sechs Billionen Zigaretten, die jedes Jahr inhaliert werden, werden schätzungsweise mehr als vier Billionen Zigarettenstummel einfach auf den Boden geworfen, wobei jeder von ihnen über 700 verschiedene giftige Chemikalien in die Umwelt abgibt.

Robotiker der Abteilung Dynamic Legged Systems am Italian Institute of Technology (IIT) in Genua haben eine neuartige Plattform für die Beseitigung von Zigarettenstummeln in Form eines vierbeinigen Roboters entwickelt, an dessen Füßen Staubsauger befestigt sind. Er trägt den Namen Vero – Vacuum-cleaner Equipped Robot und basiert auf einem „AlienGo“ von Unitree, auf dessen Rückseite ein handelsüblicher Staubsauger montiert ist. Die Schläuche gehen vom Staubsauger über das Bein zu jedem Fuß, mit einer speziell angefertigten 3D-gedruckten Düse, die so viel Saugkraft wie möglich in Bodennähe ausübt, ohne den Roboter zum Stolpern zu bringen. Der Staubsauger ist zwar neu, aber der eigentliche Beitrag besteht darin, wie der Roboter autonom Dinge auf dem Boden lokalisiert und dann plant seine Schritte selbst.

Kamera am Kinn

Zunächst weist ein Bediener einen Bereich für Vero zur Reinigung aus, woraufhin der Roboter von selbst arbeitet. Nach der Berechnung eines Erkundungspfads, um das gesamte Gebiet zu erkunden, nutzt der Roboter seine integrierten Kameras und ein neuronales Netzwerk, um Zigarettenstummel zu erkennen. Das ist knifflig – denn es können viele gleichaussehende Zigarettenstummel auf dem Boden liegen, sodass das System alle potenziellen Duplikate zunächst herausfiltern muss. Sodann plant Vero den nächsten Schritt: Er muss die Vakuumseite eines seiner Füße direkt neben jeden Zigarettenstummel legen und eine sichere, stabile Pose für den Rest seines Körpers berechnen. Da dieser gesamte Prozess auf Sand, Treppen oder anderen unebenen Oberflächen stattfinden kann, muss Vero priorisieren und entscheiden, wie die Sammlung durchgeführt wird. Das abschließende Einsammelmanöver wird mit einer zusätzlichen Intel-Realsense-Tiefenkamera fein abgestimmt, die am Kinn des Roboters angebracht ist.

Weitere Einsatzideen

Erste Tests mit dem Roboter in vielen unterschiedlichen Umgebungen zeigten, dass er knapp 90 Prozent der Zigarettenstummel erfolgreich sammeln konnte. Forscher schlagen weitere potenzielle Anwendungsfälle vor, darunter das Sprühen von Unkraut auf Getreidefeldern, das Inspizieren von Rissen in der Infrastruktur und das Platzieren von Nägeln und Nieten während des Baus.