Propeller erzeugt Unterdruck 21.08.2014, 09:26 Uhr

Inspektionsroboter saugt sich kopfüber an Brücken fest

Er erzeugt mit einem Propeller einen Unterdruck und kann kopfüber Brückenunterseiten inspizieren: der Roboter C2D2. Züricher Studenten haben ihn mit Sensoren ausgestattet, damit er auch unsichtbare Materialschäden entdeckt. 

Der Roboter C2D2 trägt eine pinke Kugel als Hut, damit man ihn vom Boden besser erkennen und steuern kann. In die Kugel ist zudem eine Kamera eingebaut, die Bilder aus Roboterperspektive liefert. 

Der Roboter C2D2 trägt eine pinke Kugel als Hut, damit man ihn vom Boden besser erkennen und steuern kann. In die Kugel ist zudem eine Kamera eingebaut, die Bilder aus Roboterperspektive liefert. 

Foto: ETH Zürich

Viele Brücken lassen sich nur auf Materialschäden untersuchen, indem aufwendige Gerüste gebaut werden, die den Zugang etwa zur Brückenunterseite ermöglichen. Züricher Studenten haben nun einen Roboter entwickelt, der Wände erklimmt und sich wie ein Gecko sogar an Decken bewegt. Er hört auf den Namen Climbing Corrosion Detecting Device (C2D2) – wahrscheinlich in Anlehnung an den niedlichen Roboter R2D2 aus dem Science-Fiction-Film Krieg der Sterne.

Propeller erzeugt Unterdruck

Mit Hilfe eines sogenannten Impellers, das ist ein Propeller, der einen Unterdruck erzeugt, presst sich der Roboter an Wände und Decken. Elektrisch angetriebene Räder bewegen ihn geradlinig oder in Kurven vorwärts. Der Roboter kann den Zustand des Stahls analysieren, der dem Beton Zugfestigkeit verleiht, also für die Stabilität eines Gebäudes unerlässlich ist. Wenn der normal rostet, vergrößert er sein Volumen, sodass Beton abplatzt. Von außen ist das leicht zu erkennen.

Mit einem Propeller erzeugt C2D2 einen Unterdruck: Der Roboter kann an Brückenunterseiten entlang fahren und mit einem Sensor selbst unsichtbare Materialschwächen aufspüren.

Mit einem Propeller erzeugt C2D2 einen Unterdruck: Der Roboter kann an Brückenunterseiten entlang fahren und mit einem Sensor selbst unsichtbare Materialschwächen aufspüren.

Foto: ETH Zürich

Ist allerdings Chlorid, also Tausalz, das im Winter gestreut wird, die Ursache, bleibt das Volumen konstant. Die Korrosion ist von außen nicht zu sehen. Deswegen nutzt der Roboter einen Sensor zur Potenzialfeldmessung. Die erfassten Daten landen in einem Bordspeicher, um später ausgewertet zu werden.

Die Methode ist so genau, dass Korrosion schon zu einem Zeitpunkt erkannt wird, zu dem Reparaturen noch kostengünstig sind. Bei der Entwicklung arbeiteten Forscher der Institute für Baustoffe sowie für Robotik und Intelligente Systeme der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich zusammen.

C2D2 könnte Drohnen bei der Inspektion unterstützen 

C2D2 trägt eine pinkfarbene Kugel, der es den Lenkern am Boden erleichtert, seine Position zu erkennen. Außerdem befindet sich dort eine Kamera, mit der Hindernisse sichtbar werden, die den Roboter abstürzen lassen können. An mehreren Brücken in der Schweiz ist er bereits erfolgreich getestet worden. Die nächste Generation soll sich sogar autonom fortbewegen und Hindernisse selbstständig umgehen. Die ermittelten Daten sollen direkt in den Leitstand übermittelt und teilweise automatisch aufbereitet werden.

Das Team der ETH Zürich hat den Roboter bereits erfolgreich getestet. Ob er im Alltag zum Einsatz kommt, will das Schweizer Bundesamt für Straßen noch entscheiden. 

Das Team der ETH Zürich hat den Roboter bereits erfolgreich getestet. Ob er im Alltag zum Einsatz kommt, will das Schweizer Bundesamt für Straßen noch entscheiden. 

Foto: ETH Zürich

Auf Grundlage weiterer Tests wird das Schweizer Bundesamt für Straßen, das das Projekt finanziert, entscheiden, ob C2D2 künftig für die regelmäßigen Inspektionen von Brücken eingesetzt wird. Er könnte auch eine Drohne unterstützen, die Risse und Abplatzungen bei Stahlbetonbauwerken selbstständig dokumentiert.

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