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Cyber-Physische Technologien (CyberTec)

Die Entwicklungen der letzten Jahre haben gezeigt, dass immer mehr Systeme mit modellbasierten Ansätzen an Bedeutung gewinnen. Im Bauwesen wird dies insbesondere durch die Einführung neuer Methoden wie Building Information Modelling (BIM) erleichtert. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Bereitstellung von Informationen unter Verwendung sowohl geometrischer als auch semantischer Darstellungen. Mit dem Aufkommen von BIM sind neue digitale Werkzeuge und Prozesse mittlerweile weit verbreitet.

Um das Potenzial dieser neuen digitalen Infrastruktur voll auszuschöpfen, entwickeln wir neue Visualisierungs- und Schnittstellentechniken unter Einsatz fortschrittlicher cyber-physischer Technologien wie Augmented und Virtual Reality, Laserscanning und IoT, Robotik und autonome Systeme, wobei wir neue Ansätze für Modellinteraktionen berücksichtigen. Bestehende Datenbanken werden durch Sammlungen aufgezeichneter Daten, beispielsweise mit Hilfe von Laserscanning-Verfahren, verbessert und erweitert. Eine große Menge an genauen und synchronen Daten könnte sogar den Einsatz von Robotik auf zukünftigen Baustellen oder für Infrastruktur-Zustandsprüfungen ermöglichen. Insbesondere künstliche Intelligenz kann für diese Anwendungen von großem Nutzen sein. Derzeit lässt sich unser Forschungsschwerpunkt im Bereich Cyber-Physische Technologien (CyberTec) im Bauwesen wie folgt zusammenfassen.

CyberTec-Lab

Das CyberTec-Lab entwickelt und integriert Methoden für die digitale Bauwerksinspektion sowie planungsorientierte Werkzeuge und ermöglicht immersive BIM-basierte Arbeitsabläufe mit VR/AR und praxisnahe Prozesse für Reality-Capture, Robotik und drohnenbasierte Dokumentation über alle Planungs- und Bauphasen hinweg. Zur Ausstattung gehören ein kollaborativer Kinova-Roboterarm, ein Original-Prusa-3D-Drucker für Rapid Prototyping sowie ein humanoider Unitree-Roboter für Forschung zu Mobilität, Wahrnehmung und Mensch-Roboter-Interaktion.

Laserscaning/IoT

Laserscanning

Laserscanning ermöglicht es, ein Abbild eines Bauwerks zu einem beliebigen Zeitpunkt digital aufzuzeichnen und als Punktwolken-Modell zu verarbeiten. Auf Basis solcher Punktwolken werden Methoden entwickelt, um beispielsweise eine automatisierte Generierung von BIM-basierten Modellen oder einen Vergleich zwischen realen und virtuellen Bauwerken durchzuführen.

IoT

Internet of Things (IoT) ermöglicht eine kontinuierliche Vernetzung zwischen physischen Gebäudekomponenten und digitalen Systemen durch Sensoren und eingebettete Geräte. Ihre Integration mit digitalen Zwillingen unterstützt fundierte Entscheidungsprozesse und ein effizientes Lebenszyklusmanagement in der gebauten Umwelt.

Augmented and Virtual Reality

Augmented und Virtual Reality (AR/VR) gewinnen in der Bauindustrie schnell an Ansehen und haben das Potenzial, ganze Prozesse zu transformieren. Am Lehrstuhl erforschen wir neuartige Anwendungen und Methoden von AR/VR in der Bauindustrie, einschließlich AR/VR-gestützter Wartungen, Indoor-Navigationen und maschineller Lernprozesse für AR/VR.

Robotik und Autonome Systeme

Die Zukunft der Baustelle könnte in Robotern liegen. Autonome Systeme wie Roboterhunde, Roboterarme und Humanoide würden eine effizientere und sicherere Arbeitsumgebung ermöglichen, da Routineaufgaben oder gefährliche Arbeiten von Robotern ausgeführt werden könnten. An unserem Lehrstuhl versuchen wir, Prozesse und Algorithmen für eine Baustelle mit autonomen Systemen zu entwickeln und dabei Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.