HumanTech Horizon Europe

Zielsetzung

Das HumanTech Horizon Projekt verfolgt das Ziel, die europäische Bauindustrie durch digitale und Menschen-zentrierte Technologien sicherer, effizienter und nachhaltiger zu gestalten. Um die zentralen Herausforderungen der Branche – Produktivitätssteigerung, Verbesserung der Arbeitssicherheit und ressourcenschonendes Bauen – zu bewältigen, setzt das Projekt auf eine Kombination innovativer digitaler Methoden und Werkzeuge.

Im Mittelpunkt stehen intelligente Robotersysteme, die mit erweiterten sensorischen Fähigkeiten und KI-gestützter Navigation ausgestattet sind, um autonom auf Baustellen zu agieren und nahtlos mit menschlichen Arbeitskräften zusammenzuarbeiten. Diese Roboter sind in der Lage, Materialzusammensetzungen mittels multispektraler Bildverarbeitung zu analysieren, um Qualitätskontrollen und Ressourcennutzung zu optimieren. Ergänzend kommen Wearables wie Exoskelette, Körperhaltungssensoren und XR-Brillen zum Einsatz, die die körperliche Belastung der Arbeiter reduzieren und gleichzeitig Informationen in Echtzeit bereitstellen.

Ein zentrales Element des Projekts ist die Entwicklung eines dynamischen semantischen digitalen Zwillings (Dynamic Semantic Digital Twin, (DSDT)), der eine kontinuierliche, datengetriebene Erfassung des Baufortschritts ermöglicht. Basierend auf einer erweiterten BIM-Methodik (BIMxD) werden geometrische und semantische Daten in Echtzeit erfasst, analysiert und für eine verbesserte Entscheidungsfindung genutzt. Dadurch können Planungsprozesse optimiert, Fehler frühzeitig erkannt und ressourcenschonende Bauweisen gefördert werden.

Durch die Integration dieser Technologien sollen nicht nur Effizienz und Nachhaltigkeit gesteigert, sondern auch die Arbeitsbedingungen auf Baustellen erheblich verbessert werden. Das Projekt schafft eine Grundlage für eine neue Generation von Fachkräften in der Bauindustrie, die mit digitalen Werkzeugen und automatisierten Systemen arbeiten und von einem sichereren, produktiveren und kollaborativen Arbeitsumfeld profitieren.

Gegenwärtiger Stand

In der letzten Projektphase wurden mehrere Pilotprojekte durchgeführt, um die entwickelten Technologien unter realen Bedingungen zu testen. Ein zentraler Meilenstein war die Erprobung der BIMxD-basierten autonomen Roboteraufgabenplanung, bei der Baustellen digital erfasst und in ein dynamisches semantisches Modell überführt wurden. Auf dieser Grundlage konnten Roboter präzise navigieren und selbstständig Aufgaben ausführen. Ein Beispiel dafür ist der mobile Roboter Pluto, der Markierungen an Wänden setzt und sich dabei anhand eines BIM-Modells des Gebäudes orientiert. Darüber hinaus wurde ein robotergestütztes System getestet, das Baumaterialien wie Ziegel autonom anreicht und stapelt, um menschliche Arbeiter gezielt zu entlasten und den Baufortschritt effizienter zu gestalten. Ein weiteres Pilotprojekt untersuchte die automatisierte Anwendung von Dichtungsmaterial in Betondehnungsfugen, um bisher manuelle und fehleranfällige Arbeiten zu optimieren.

Neben der Robotik wurden auch Assistenzsysteme für Bauarbeiter erprobt. Eine neue entwickelte Software ermöglicht es in einer XR-Brille Informationen aus BIMxD-Modellen zu visualisieren und mit ihnen zu interagieren. Dies ermöglicht digitale Baupläne direkt ins Sichtfeld des Nutzers zu projizieren, und so präzise Anweisungen für verschiedene Arbeitsschritte oder auch Warnhinweise in Echtzeit bereitzustellen. Zudem wurde ein in HumanTech entwickelten Exoskelett mit einer automatischen Aktivierungsfunktion getestet. Das Besondere an diesem Exoskelett ist, das es basierend auf integrierten Messsensoren (IMU) die Intension eines Arbeiters erkennt und ihn in körperlich besonders belastende Tätigkeiten unterstützt, ohne bei anderen Bewegungen hinderlich zu sein.

Ergänzend dazu wurden sogenannte modulare Mikro-Lerneinheiten entwickelt, um Fachkräfte auf den Einsatz digitaler Lösungen vorzubereiten. Diese Schulungsmodule decken Themen wie Arbeitssicherheit, Mensch-Roboter-Kollaboration und den Umgang mit digitalen Bauprozessen ab. Ziel ist es, Bauarbeiter und Ingenieure frühzeitig mit neuen Technologien vertraut zu machen, um eine reibungslose Integration in den Arbeitsalltag zu ermöglichen.

Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass die entwickelten digitalen Lösungen erfolgreich in die Bauindustrie integriert werden können und erhebliches Potenzial für eine sicherere, effizientere und nachhaltigere Bauweise bieten.

Einen Überblick zum Forschungsprojekt HumanTech und zu seinen Piloten erhalten Sie auch hier: https://www.youtube.com/@humantecheu

Ansprechpartner

Jason Raphael Rambach

Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI)

E-Mail: jason_raphael.rambach@dfki.de