Schweizer Start-up macht macht Baumaschinen mit KI autonom

Auf Baustellen stellt autonomes Arbeiten deutlich höhere Anforderungen als in einer kontrollierten Industrieumgebung. Beschaffenheit des Bodens verändert sich, das Gelände kann uneben oder steil sein, Menschen und andere Maschinen bewegen sich im Arbeitsbereich und unter der Oberfläche können Leitungen verlaufen.

Um unter diesen Bedingungen automatisiert arbeiten zu können, kombiniert Gravis Robotics unterschiedliche Sensordaten. Kameras und Sensoren erfassen die Umgebung der Maschine, während gleichzeitig Betriebsdaten des Baggers ausgewertet werden. Aus den Umgebungsdaten erzeugt die Software ein dreidimensionales Modell des Arbeitsbereichs. Hinzu kommen Informationen aus der Maschine selbst, beispielsweise zur Belastung des Motors.

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Damit kann das System nicht nur erkennen, wo sich die Maschine befindet und was sich in ihrer Umgebung abspielt. Es erhält auch Rückmeldungen darüber, wie sich Maschine und Untergrund während der Arbeit verhalten. Das entspricht in gewisser Weise der Wahrnehmung eines erfahrenen Maschinenführers, der beim Graben nicht allein auf das Gelände schaut, sondern auch Motorgeräusch, Vibrationen und den Widerstand des Bodens berücksichtigt. Auf dieser Grundlage kann die Steuerung ihre Bewegungen laufend an die jeweiligen Bedingungen anpassen.

Mit der Technologie ausgerüstete Maschinen können unter anderem selbstständig graben, planieren und Lastwagen beladen. Das System kann in bestehende Baumaschinen integriert werden. Sie wird bereits auf Maschinen von Caterpillar, John Deere, Volvo, Hitachi und JCB eingesetzt. Das System läuft nach Angaben des Unternehmens bereits auf Dutzenden kommerziellen Baustellen.

Auch beim Automatisierungsgrad ist das System nicht auf einen einzigen Betriebsmodus festgelegt. Beim «Gravis Copilot» sitzt weiterhin ein Mensch in der Kabine. Das System unterstützt ihn beim präzisen Arbeiten und bei der Erkennung von Gefahren. Daneben ist eine Fernsteuerung möglich. Auf der höchsten Automatisierungsstufe kann eine Maschine Arbeiten vollständig selbstständig ausführen.

Die Grundlagen der Technologie entstanden in mehrjährigen Forschungsarbeiten an der ETH Zürich. Wie weit dieser Ansatz gehen kann, demonstrierten Forschende mit einem autonomen Bagger, der grosse Natursteine selbstständig verarbeitete. 2023 errichtete die Maschine daraus eine 65 Meter lange und sechs Meter hohe Trockensteinmauer. Inzwischen setzt das Spin-off Gravis Robotics die Technologie kommerziell ein und ist nach eigenen Angaben bereits in Europa, den USA, Lateinamerika und Asien tätig. Das 2022 gegründete Unternehmen beschäftigt rund 80 Mitarbeitende.

Die jüngste Finanzierungsrunde zeigt, welche Erwartungen Investoren mit der Technologie verbinden: Gravis Robotics erhielt 200 Millionen US-Dollar von Softbank. Das Kapital soll unter anderem dazu dienen, das System auf weiteren Maschinen und Baustellen einzusetzen.