Künstliche Intelligenz für eine sichere und umweltfreundliche Bauindustrie: TU Kaiserslautern an neuem EU-Projekt beteiligt

Auch in der Bauindustrie spielt die Künstliche Intelligenz mittlerweile eine wichtige Rolle, unter anderem wenn es darum geht, die Produktivität zu verbessern und die Sicherheit von Arbeitskräften zu erhöhen, aber auch um den Weg für eine grüne und ressourceneffiziente Industrie zu bereiten. Darum geht es auch im neuen Forschungsprojekt HumanTech (Human Centered Technologies for a Safer and Greener European Construction Industry), das von der Europäischen Union für drei Jahre mit 1,4 Millionen Euro gefördert wird. Die Technische Universität Kaiserslautern (TUK) ist daran beteiligt, koordiniert wird es am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kaiserslautern. Zum Auftakt kamen die Beteiligten am 19. und 20. Juli auf dem Campus der TUK zusammen.

Die Bauindustrie steht vor großen Herausforderungen. Zum einen muss sie klimafreundlicher werden, so sieht es auch die Europäische Union vor – Stichwort Green Deal. Immer noch fällt in diesem Bereich viel CO2 an, aber auch bei Materialien gilt es, in Zukunft ressourcenfreundlicher zu werden, etwa durch Recyceln oder den Einsatz energieeffizienterer Werkstoffe. Darüber hinaus läuft vieles im Bausektor noch analog. In Sachen Digitalisierung herrscht in der Branche noch Nachholbedarf.

Das neue EU-Projekt soll hier Abhilfe schaffen: Es geht es beispielsweise darum, Mensch und Maschine bei der Arbeit auf der Baustelle besser miteinander zu vernetzen. Dazu sollen etwa digitale Zwillinge zum Einsatz kommen, mit denen die Fachkräfte Roboter in Echtzeit steuern können. Aber auch intelligente Schutz- und Unterstützungsausrüstung spielen in diesem Zusammenhang eine Rolle.

„Auch werden wir Robotertechnologien entwickeln, die eine umweltfreundliche und harmonische Zusammenarbeit von Mensch und autonomen Baumaschinen ermöglichen und gleichzeitig einen Beitrag zum ökologischen Wandel der Branche leisten sollen“, erklärt Dr. Jason Rambach, der Koordinator des Projekts und Leiter des Teams Spatial Sensing and Machine Perception (Forschungsbereich Erweiterte Realität/Augmented Vision) am DFKI in Kaiserslautern.

Die TU Kaiserslautern ist als Co-Koordinatorin ins Projekt eingebunden. „Im universitären Potenzialbereich ‚Baustelle der Zukunft‘, der im Rahmen der Forschungsinitiative Rheinland-Pfalz gefördert wird, vernetzen wir bereits Informatik- und Ingenieurforschung und arbeiten mit Kooperationspartner aus der Industrie. Technologien, die wir in diesem Rahmen weiterentwickeln, wie etwa Building Information Modeling (BIM) spielen auch in HumanTech eine entscheidende Rolle“, sagt Professor Dr.-Ing. Christian Glock vom Fachgebiet Massivbau und Konstruktion, Sprecher des Potenzialbereichs.

Mithilfe der BIM-Methodik, die in der Bauausführung bereits zum Einsatz kommt, lassen sich letztlich die gesamten Abläufe auf einer Baustelle inklusive Technik im virtuellen Raum abbilden. „Über einen digitalen Zwilling ist es beispielsweise möglich, Planungsabfolgen in verschiedenen Varianten zu simulieren und so zu optimieren“, ergänzt Fabian Kaufmann, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet Massivbau und Konstruktion, der federführend ins Projekt eingebunden ist.

Zudem entwickeln und nutzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unterschiedliche Technologien wie Exoskelette, tragbare Körperpositions- und Belastungssensoren, Bilderkennungssoftware, Kameras und XR-Brillen für Extended Reality-Anwendungen und Baustellenbegehungen. Arbeitskräfte und kooperierende Roboter werden in Echtzeit lokalisiert und navigiert, damit sie ihre Aufgaben effizient und präzise im Team erfüllen können.

Den Grundstein für dieses EU-Projekt gelegt haben die Vorarbeiten vom Team um Professor Glock und Kaufmann gemeinsam mit Informatik-Professor Dr. Karsten Berns (ebenfalls TUK) und den DFKI-Kollegen Rambach und Professor Dr. Didier Stricker.

Stricker und Glock waren beim Antrag federführend. „Unsere Idee war es, den Mensch ins Zentrum der gemeinsamen Forschung zu stellen und zu überlegen, was wir in einem Team aus Wirtschaft und Forschung zum Lösen der Herausforderungen beitragen können“, erläutert Glock. Dabei ging es beispielsweise darum, das Arbeiten einfacher (wearables) und effizienter zu machen, etwa mit sogenannten wearables, Baustellen digital zu modellieren, um von Vorneherein alles optimal zu planen, das Arbeiten sicherer zu machen, aber auch den ökologischen Fußabdruck im Bau zu verbessern.

Das Projekt wird mit mehr als neun Millionen Euro von der Europäischen Union im Rahmen des „Horizon Europe“ Programmes gefördert. Dabei erhalten das DFKI Kaiserslautern rund 1,4 Millionen Euro, die TUK mehr 900.000 Euro und die SciTrack GmbH, ein gemeinsames Spin-off der TUK und des DFKI, mehr als 300.000 Euro. Am Vorhaben sind neben DFKI und TUK zahlreiche Forschungseinrichtungen und Unternehmen beteiligt. Mehr dazu unter: Künstliche Intelligenz für eine sichere und umweltfreundliche Bauindustrie (dfki.de)

Auftraggeber: EU - Europäische Union
Förderkennzeichen / Grant agreement number: 101058236