AI-In-Orbit-Factory

AI-enabled Cyber-Physical In-Orbit Factory

Wird KI die neue Schlüsseltechnologie in autonomen Weltraumanwendungen werden?

Genau das denken wir! KI-Methoden werden hochautomatisierte Produktionssysteme ermöglichen, die die Flexibilität und Präzision klassischer Ansätze der Produktion um Größenordnungen übertreffen und so zu einem entscheidenden Erfolgsfaktor im internationalen Wettbewerb werden

Diese Vision ist Ziel des Verbundprojekts „AI-In-Orbit-Factory“, welches seit dem 01. August 2020 für zwei Jahre durch das Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wird. Das Verbundprojekt ist auf die Untersuchung und Entwicklung grundlegender Konzepte für die In-Orbit Produktion von Kleinsatelliten basierend auf der Integration von Methoden der künstlichen Intelligenz fokussiert. An AI-In-Orbit-Factory sind die Technische Universität Darmstadt, die Technische Universität München und das Zentrum für Telematik (ZfT) in Würzburg beteiligt. Derselbe Verbund erforschte bereits im Projekt „Space Factory 4.0“ erfolgreich die Grundlagen zur robotischen Montage hochmodularer Satelliten basierend auf Industrie 4.0-Prozessen.

In AI-In-Orbit-Factory konzipiert die TU Darmstadt, vertreten durch das Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion (DiK) von Prof. Anderl, einen digitalen Prozesszwilling zur ganzheitlichen Überwachung und Kontrolle der Aktivitäten der In-Orbit Produktion. Dieser ermöglicht mittels des Einsatzes von KI-Methoden die Interaktion sämtlicher Prozessteilnehmer und befähigt automatisierte und optimierte Montage- und Testprozeduren. Darüber hinaus übernimmt das FG DiK die Koordination des Verbundprojekts.

Das Zentrum für Telematik realisiert im Projekt den automatischen Zusammenbau hochmodularer Systeme zu einem Satelliten nach dem Baukastenprinzip. Dazu wird der AIT (Assembly, Integration, Testing) Prozess mithilfe adaptiver und KI Methoden optimiert und die jeweiligen Prozesszustände vom digitalen Prozesszwilling überwacht. Adaptive Methoden ermöglichen unter anderem die flexible Verwendung verschiedenartiger modularer Strukturen und Schnittstellen. Weiterhin werden die AIT-Technologien für die adaptive Demontage und Reparatur von Satelliten angepasst.

Die Technische Universität München, vertreten durch den Lehrstuhl für Sensorbasierte Robotersysteme und intelligente Assistenzsysteme, entwickelt im Projekt Methoden für die erweiterte Telepräsenz zur Überlagerung autonomer Steuerung mit telepräsenter Steuerung. Mit unterstützenden Methoden (virtual fixtures), speziell darauf angepassten neuartigen Regelungskonzepten und einer durch KI unterstützten Telemanipulation soll die Qualität der telerobotischen Steuerung gesteigert werden. Die neuartige KI-unterstütze telerobotische Montage erleichtert ein nahtloses Umschalten zwischen Teleoperation und autonomer Montage ohne komplette Neuinitialisierung der Autonomiefunktion.

Projektpartner