Lieferung, Installation und Inbetriebnahme einer mobilen Roboterplattform mit integriertem oder integrierbarem 3D-Laserscanner inkl. Software

An der Professur Baubetrieb und Bauverfahren der Bauhaus-Universität Weimar werden innovative Verfahren zur Digitalisierung im Bauwesen sowie der Integration, Nutzung und Prüfung vorhandener und neu gewonnener Daten im Zusammenhang mit BIM (Building Information Modeling) untersucht. Bisweilen werden zur Gewinnung bauwerksbezogener Daten (räumliche Daten, thermische Daten, akustische Daten, etc.) mehrere speziell geschulte Fachkräfte mit jeweils eigener spezieller Technik benötigt. Die Datengewinnung und -auswertung wird neben dem hohen Koordinationsaufwand zusätzlich durch den Fachkräftemangel erschwert und ist so häufig zeitlich unflexibel, unvollständig und kostenaufwendig. Infolgedessen finden auch aktuelle Entwicklungen im Bereich der künstlichen Intelligenz, insbesondere des maschinellen Lernens, nur eine eingeschränkte Übertragung in das Bauwesen. Vor diesem Hintergrund strebt die Professur Baubetrieb und Bauverfahren die Erforschung der Nutzbarkeit mobiler Roboterplattformen zur Datengewinnung und -analyse auf Baustellen sowie in Neubauten- und Bestandsgebäuden an. Leistungsgegenstand ist die Lieferung eines vierbeinigen und auch baustellengeeigneten Roboters mit einem integrierbaren 3D-Laserscanner. Die Roboterplattform muss unter anderem die Fähigkeiten besitzen, sich über niedrige Hindernisse, wie bspw. Treppen, hinwegzusetzen, diese und größere Hindernisse (bspw. Menschen, Wände, etc.) zu erkennen und sich auf verschiedensten Untergründen (z.B. Stein, Erde, häusliche Böden, etc.) fortzubewegen. Zur nachhaltigen Forschung muss es generell möglich sein, neben bildlichen und räumlichen (Fotografie & 3D-Punktwolken) auch akustische sowie thermische Daten möglichst gleichzeitig in zu Forschungszwecken geeigneter Qualität mit dem Roboter zu erfassen. Vordergründig wird die Erfassung bildlicher und räumlicher Daten unter Nutzung von 3D-Laserscans in für die Baubranche üblicher Qualität fokussiert. Die 3D-Laserscans müssen sowohl im Innen- als auch im Außenbereich erfolgen können. Auf Basis der erfassten bildlichen sowie räumlichen Daten und der eigenen Standortinformation muss die Plattform in der Lage sein, eine autonome Wegplanung vorzunehmen. Aufgenommene 3D-Punktwolken müssen ferner geeignet sein, als Basis für ein zusammenhängendes 3D-Modell in einschlägiger Software (bspw. Autodesk Revit) zu dienen. Sofern der Roboter die eingangs geforderten Daten nicht bzw. nicht in ausreichender Qualität oder Quantität selbst erfassen kann, muss dies durch etwaiges Zubehör ermöglicht werden können. Dieses sollte an dafür vorgesehenen Montagepunkten an bzw. auf der Plattform befestigt werden können. Die Montage und Demontage etwaigen Zubehörs zur Variation von Gerätekonfigurationen müssen durch geschulte Mitarbeiter des Lehrstuhls erfolgen können. Der Roboter muss überdies die Möglichkeiten bieten, das Zubehör mit Strom zu versorgen, Daten von diesem zu empfangen und dessen Funktionen zu steuern. Neben den entsprechenden Hardwarekomponenten ist die Software zur Nutzung und Steuerung des Zubehörs in englischer und deutscher Sprachausgabe bereitzustellen. Hinsichtlich der räumlichen Steuerungsmöglichkeiten des Roboters wird aufgrund einer heterogenen Nutzerstruktur eine möglichst intuitive Variante, bspw. via App, Controller, Tablet oder Ähnlichem gefordert. Ferner soll die Plattform selbst mind. über WLAN netzwerkfähig sein. Daran anknüpfend muss die Möglichkeit bestehen, den Roboter auch in ein mobiles Netzwerk zu integrieren, um auch den Fall einer Remote-Steuerung in verschiedenen Szenarien erforschen zu können. Zu diesem Zweck ist eine dokumentiere Programmierschnittstelle notwendig, die es ermöglicht, Steuerungsbefehle an den Roboter zu senden und auch Daten von diesem zu empfangen. Eine bereits vorkonfigurierte Software mit mind. dem zuvor genannten Funktionsumfang ist darüber hinaus wünschenswert. Die Software muss in englischer und deutscher Sprachausgabe bereitgestellt werden. Zur Sicherstellung der Betriebsfähigkeit im Falle längerer Nutzungszyklen wird ein austauschbarer Akku gefordert. Für die Erforschung der zuvor beschriebenen Remote-Einsätze sollte die Möglichkeit bestehen, den Akku der Roboterplattform über ein geeignetes Zubehör zu laden, ohne diesen zu demontieren. Zur Erfüllung der Forschungsziele ist es notwendig, die erfassten Daten aus dem Roboter und dem Zubehör auslesen und auf gängigen windowsbasierten Computersystemen öffnen, bearbeiten und speichern zu können. Eine Übertragungsmöglichkeit in an der Professur verwendete Software, wie bspw. Autodesk Revit, ArchiCAD oder Microsoft Excel, ist in diesem Zusammenhang ebenfalls gewünscht. Sollte für das Öffnen, Bearbeiten und Speichern der Daten eine abweichende Software notwendig sein, muss auch diese in englischer und deutscher Sprachausgabe bereitgestellt werden können. Die mobile Roboterplattform muss individuell lackiert geliefert werden können. Neben der Lieferung muss eine Einweisung in die Hard- und Software für die Mitarbeiter der Professur Baubetrieb und Bauverfahren vorzugsweise vor Ort erfolgen.