Projekt GUARDIAN – Wegbereiter für autonome Maschinen im öffentlichen Raum

In zahlreichen Branchen, etwa in der Logistik, im Bauwesen oder bei kommunalen Aufgaben wie Müllabfuhr und Recycling, sind schwere Maschinen heute unverzichtbar. Um ihren Betrieb sicherer und die Bedienung komfortabler zu gestalten, sollen sie künftig verstärkt mit Assistenzsystemen und autonomen Funktionen ausgestattet werden. Im Projekt GUARDIAN untersucht das AIT Austrian Institute of Technology gemeinsam mit seinen Partnern, wie automatisierte Maschinen sicher und zuverlässig im öffentlichen Raum eingesetzt werden können und welche Standards für Sicherheit und Verlässlichkeit erforderlich sind.

Sicherer Betrieb autonomer Maschinen: Herausforderungen im öffentlichen Raum

In geschlossenen, strukturierten Umgebungen wie Lager- oder Montagehallen ermöglichen gesetzliche Vorgaben, klare Raumlayouts mit Absperrungen und Überwachungssensoren sowie geschultes Personal einen sicheren Betrieb autonomer Maschinen.

Im öffentlichen Raum hingegen, wo feste Strukturen und die genannten Sicherheitsmaßnahmen fehlen und autonome Maschinen auf unvorhersehbare Situationen reagieren müssen, entstehen Herausforderungen, die bisher kaum gelöst wurden. Besonders im freien Gelände mit wechselnden Wetterbedingungen ist eine zuverlässige Funktionalität aus vielerlei Gründen derzeit nicht sichergestellt. Zusätzliche Komplexität entsteht, wenn sich Personen und Objekte im Sicherheitsbereich der Maschine befinden und in enger räumlicher Nähe in den Arbeitsprozess eingebunden sind. Darüber hinaus fehlen verbindliche Standards und Zertifizierungen, die technische Innovationen mit rechtlichen Anforderungen verknüpfen und so ein geeignetes Regelwerk bieten, um die Automatisierung im Außenbereich voranzutreiben und einen sicheren Betrieb zu ermöglichen.

Regelwerk für den Outdoor-Einsatz autonomer Arbeitsmaschinen

Mit dem Start des FFG-geförderten Projekts GUARDIAN („Safety-GUaranteed Autonomous opeRation for machinery under DIverse Area coNditions“ – Sicherer und autonomer Betrieb von Maschinen unter verschiedenen Umgebungen) hat ein interdisziplinäres Team aus Forschung, Industrie und rechtlichen Expert:innen unter der Leitung des AIT Austrian Institute of Technology seine Arbeit aufgenommen. „Mit dem Projekt wollen wir die Technologien für autonome Arbeitsmaschinen im Einklang mit den rechtlichen Rahmenbedingungen weiterentwickeln, um realisierbare Standards zu empfehlen und deren Prüfvorgänge zu entwickeln. Ziel ist es, dass die autonomen Maschinen im Alltag, d.h. auch unter schwierigen Witterungsverhältnissen und Arbeitsbedingungen zuverlässig eingesetzt werden können“, so Patrik Zips, Projektleiter am AIT Center for Vision, Automation & Control, zu dessen Forschungsschwerpunkt die Entwicklung autonomer Arbeitsmaschinen gehört.

Um die erforderlichen Zertifizierungen und Standards zu entwickeln, konzentrieren sich die Expert:innen auf die Erforschung folgender Arbeitsbereiche:

• Entwicklung von Outdoor-Benchmarking-Szenarien, um Standardszenarien für Maschinen in offenen Umgebungen zu definieren, die als Grundlage zukünftiger Zertifizierungs-anforderungen dienen.

• Integration fortschrittlicher Sensorik und die Fusion multimodaler Sensoren, um zuverlässig Gefahrenbereiche und sichere Zonen zu bestimmen – selbst unter schwierigen Wetterbedingungen.

• Entwicklung eines ausfallsicheren Steuerungs- und Navigationssystems, das jederzeit einen kollisionsfreien Betrieb gewährleistet.

• Verbindung von technologischen Innovationen mit rechtlichen Anforderungen und gesellschaftlich-ethischen Standards.

Zur Validierung der entwickelten Technologien werden zwei unterschiedliche Arbeitsmaschinen in Tests eingesetzt: nämlich ein mobiler Gabelstapler sowie ein LKW-montierter Knickarmkran der Firma PALFINGER. Ihre Autonomiefunktionen werden derzeit im AIT eigenen Freiluft-Testgelände, dem Large-Scale Robotics Lab entwickelt. Weitere Testungen wie zum Beispiel unter unterschiedlichen Witterungsverhältnissen sollen im DigiTrans Testcenter für automatisiertes Fahren in St. Valentin erfolgen. Begleitet wird das Projekt von Expert:innen für Produktsicherheits- sowie Produkthaftungsrecht, insbesondere an der Schnittstelle zur Künstlichen Intelligenz (KI) durch Dr. Andreas Eustacchio, Rechtsanwalt bei EUSTACCHIO Rechtsanwälte und führender Rechtsexperte sowie der Business Upper Austria zur frühzeitigen Einbindung aller wesentlichen Stakeholder von Erzeuger, rechtlichen und ethischen Institutionen bis zu den Endkund:innen.

Das Projekt GUARDIAN wird wesentlich dazu beitragen, die Sicherheits- und Zuverlässigkeitsstandards für autonome Maschinen zu erhöhen. Gleichzeitig wird die gesellschaftliche Akzeptanz dieser Technologien durch klare rechtliche Rahmenbedingungen gestärkt.

Projektpartner und Förderung

• AIT Center for Vision, Automation & Control – Leitung und Technologieerforschung

• Business Upper Austria – OÖ Wirtschaftsagentur GmbH – wirtschaftliche Integration

• EUSTACCHIO Rechtsanwälte – rechtliche Beratung

• DigiTrans GmbH – Validierung und Tests

• PALFINGER EUROPE GmbH – Anforderungen, Evaluierung und Realisierbarkeit

Das Projekt GUARDIAN wird im Rahmen des Programms „Digitale Technologien 2023“ des Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK) durch die FFG gefördert.