Eine Erfolgsgeschichte verwandelt sich in einen Reinigungsroboter


03.09.2020

Die Robotik ist in der professionellen Gebäudereinigung angekommen, jedoch hält sich die Praxistauglichkeit und Verbreitung von autonomen Lösungen noch in Grenzen. Eine Zusammenarbeit zwischen einem ETH-Spin-off und der Sauberkeits- und Hygienespezialistin Wetrok wird das ändern, und die Reinigungsrobotik in eine neue Richtung führen. Nun stehen die ersten Roboter in den Startlöchern.

Sie setzen unsere Autos zusammen, mähen den Rasen und unterstützen bei der Krankenpflege. Die Rede ist von Robotern. Vor einem Jahrzehnt noch in die dunkelsten Ecken der Produktionshallen verbannt, sind sie heute sichtbar und durchdringen alle Lebens- und Arbeitsbereiche. So auch die Gebäudereinigung. Eine Branche, in der Effizienz und gleichbleibende Qualität zur harten Währung, Zeit und qualifiziertes Personal jedoch zur Mangelware geworden sind. Ausschlaggebend für das Bedürfnis nach Automatisierung ist die Ausführung von repetitiven Arbeiten: Je nach Objekt sind heute mehrere Personen mit jeweils einer Maschine zur Ausführung der Bodenreinigung absorbiert. Dafür wünschen sich Gebäudereinigungsfirmen und unternehmensinterne Reinigungsabteilungen Erleichterungen durch automatisierte Lösungen. Doch Roboter ist nicht gleich Roboter. Während ein Industrieroboter den Menschen gänzlich ersetzt, verfolgt ein kollaborativer Roboter andere Ziele.

Nachfrage nach kollaborativen Robotern steigt
Laut der International Federation of Robotics (IFR) entfallen 74 Prozent der weltweiten Nachfrage nach Industrie-Robotereinheiten auf fünf Länder: China, Japan, die USA, Korea und Deutschland. Es ist kein Zufall, dass sich drei davon in Asien befinden: Asiatische Unternehmen sind führend in der Welt der Robotik. Doch auch in Europa, wo die sicherheitstechnischen Hürden etwas höher sind, steigt das Interesse an Robotern und damit die Unternehmensinvestitionen in die Roboterentwicklung. Immer beliebter werden sogenannte Cobots, Roboter für den kollaborativen Einsatz von Mensch und Maschine. Diese Roboter führen Arbeiten im selben Arbeitsbereich wie der arbeitende Mensch aus.

Weder Roboter noch Reinigungsmaschine
Die Kernkompetenzen der Wetrok liegen in der Entwicklung von Komplettreinigungslösungen, Reinigungsmaschinen, Reinigungsmitteln und der Ausbildung von Fachkräften – und dies immer in etwas anderer Weise, als es der Markt bereits kennt. Wie kommt Wetrok nun auf die Idee, einen Roboter zu entwickeln? «Ursprünglich wollten wir unseren Topseller, die Scheuersaugmaschine Discomatic Mambo, zur weltweit kompaktesten und leistungsfähigsten Scheuersaugmaschine weiterentwickeln», erklärt Mark Meng, Leiter der Wetrok Business Unit Maschinen. Im Zuge der Konsumentenforschung habe sich herausgestellt, dass Kunden fünf zentrale Bedürfnisse an eine optimierte Bodenreinigungslösung haben: Sie muss effizient sein, der Personalknappheit entgegenwirken, eine täglich unveränderliche Qualität sicherstellen, möglichst kompakt sein und die Reinigungskraft optimal bei repetitiven Aufgaben unterstützen. «Um diese Ansprüche zu erfüllen, sind weder auf dem Markt erhältliche Grossmaschinen noch vollautonome, personalunabhängige Systeme die richtige Lösung. Wir mussten in eine neue Richtung denken», berichtet Mark Meng.

Zusammenarbeit mit ETH-Spin-off
Das Know-how bezüglich maschineller Bodenreinigung und der Programmierung von Reinigungsmaschinen war intern vorhanden – gefehlt hat noch ein entscheidendes Puzzle-Teil: die Robotik-Expertise. Dafür klopfte Wetrok 2016 bei einer der international renommiertesten Adressen für Robotertechnologie an: der ETH Zürich.

Die ETH ist dafür bekannt, dass sie in Kooperation mit der Industrie innovative Lösungen für beinahe unlösbare Probleme findet. Lösungen, die der Verknüpfung des theoretischen Wissens mit dem Erfahrungsschatz der Industrie entspringen. Die Zusammenarbeit kam zustande und der entsprechende Funktionsbereich formierte sich im Laufe der Kooperation unter dem Namen Sevensense als Spin-off der ETH. Nach etlichen Brainstormings, Programmierexperimenten und Testläufen präsentierte das Projektteam 2018 auf der internationalen Reinigungsfachmesse Interclean den Prototypen des kollaborativen Roboters: Marvin – ein Roboter, mit dem man Freundschaft schliesst.

Freund statt Feind
Marvin ist der fahrende Beweis für die Neuinterpretation der Begriffe Robotik und Kollaboration. Er ist Neues in vertrauter Form: Optisch sieht er einer Scheuersaugmaschine zum Verwechseln ähnlich. «Viele Menschen haben Berührungsängste vor Robotern – einerseits besteht die Angst, durch eine Maschine ersetzt zu werden, andererseits schreckt das Äussere der meist massigen Roboter ab. Um das Reinigungspersonal vorsichtig an die Zusammenarbeit mit Robotern zu gewöhnen, haben wir uns entschieden, Marvin im Look einer normalen Scheuersaugmaschine zu präsentieren», legt Mark Meng die Beweggründe dar. Dabei spielten auch Kompaktheitsüberlegungen eine Rolle – Marvin ist durch sein Design kleiner und wendiger als seine wuchtigen Kollegen. In schmalen Fluren und mit Mobiliar zugstellten Räumen ein klarer Vorteil. «Wir wollten keinen Roboter entwickeln, der auch putzen kann, sondern eine hochwertige Reinigungsmaschine, die man auch automatisiert einsetzen kann. Das ist ein wesentlicher Unterschied, der sich natürlich auch im Design manifestiert», verdeutlicht der Wetrok Maschinenverantwortliche. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine 2-in-1-Nutzung: Deaktiviert das Personal die Robotik-Funktion, kann es Marvin als herkömmliche Scheuersaugmaschine einsetzen.

Personal lehrt, Marvin lernt
Auch in seiner Funktionsweise hebt sich Marvin von seinen Roboterkollegen ab. Seine Teach & Repeat-Technologie macht ihn zu einem branchenübergreifenden Vorreiter. Vor allem in puncto Benutzerfreundlichkeit: Jede/r kann Marvin bedienen. Mark Meng erklärt, wie das Teach & Repeat-Konzept funktioniert: «Eine Reinigungskraft fährt mit Marvin zuerst einfach eine Bodenfläche ab – genau gleich wie mit einer konventionellen Scheuersaugmaschine. Währenddessen speichert Marvin den Reinigungsvorgang und die Raumbesonderheiten durch seine Sensoren und führt diesen künftig auf Knopfdruck autonom aus.»

Braucht es dann die Reinigungskraft in Zukunft überhaupt noch? «Definitiv», ist Mark Meng überzeugt und fährt fort, «unsere Vision ist es, das Reinigungspersonal nicht zu ersetzen, sondern bei der monotonen Bodenreinigung zu entlasten. Damit werten wir den Aufgabenbereich der Mitarbeitenden auf und schenken ihnen mehr Zeit für anspruchsvollere, komplexere Aufgaben, für die es zwingend eine menschliche Arbeitskraft braucht.» Damit meint er beispielsweise die Reinigung von Glasfronten, die Spezialreinigung oder den Kontrollblick eines Teamleiters. Ist mehr Zeit für die manuelle Reinigung vorhanden, steigt das Sauberkeits- und Hygienelevel im gesamten Gebäude – gerade in Pandemiezeiten ein enorm wertvoller Ansatz.

Entlastung in der Coronakrise
In Pandemiezeiten beugt die Unterstützung durch einen robotischen Teamkollegen einer Überbelastung der Mitarbeitenden vor: Während Marvin die Bodenreinigung erledigt, kann sich das Reinigungspersonal zeitgleich der Desinfektion von Oberflächen und Geräten widmen. Auch für die Desinfektion von Bodenflächen bietet Marvin eine maschinelle Lösung, die bisher mit Nachläufer-Scheuersaugmaschinen (Personal würde in aufgetragene Desinfektionsmittellösung treten) oder klassischen Reinigungsrobotern (für die meisten Räume zu massig) unmöglich war: Befestigt man an der Saugdüse des Roboters eine spezielle Desinfektionseinheit, kann die Flächendesinfektion durch Marvin erfolgen – autonom, effizient und vor allem in täglich gleichbleibender Qualität.

Erfolge und Tücken beim Einsatz an der ETH
An der ETH Zürich fand vor ein paar Wochen die Praxistaufe statt: Marvin wurde erstmalig im normalen Reinigungszyklus zur Reinigung eines Kundenobjekts eingesetzt. Dabei handelt es sich um den Empfangsbereich des Departements für Erdwissenschaften. Als Erlkönig aufgemacht, reinigt Marvin dort den Plattenboden mit einer Fläche von rund 600 Quadratmetern.

Betreut wird der Einsatz durch eine namhafte Gebäudereinigungsfirma, die Projektentwickler von Wetrok und die Firma Sevensense. Nachdem der Gebäudereiniger die Bodenfläche initial mit Marvin abgefahren ist und den Vorgang gespeichert hat, reinigt Marvin die Fläche nun selbstständig – und dies Tag für Tag in jeweils unter 30 Minuten. Weil der Roboter unbewegliche Hindernisse wie Infotafeln oder Plakatständer gekonnt umfährt und vor beweglichen Hindernissen wie Passanten stoppt, verläuft der Einsatz sicher und unkompliziert.

Von Anwenderseite zeichnet sich helle Begeisterung ab. Positiv empfunden werden insbesondere das einfache Bediendisplay sowie die erstaunliche Wirkung auf das Reinigungspersonal. Es sei der erste Roboter, der beim Personal Neugier statt Furcht wecke. Natürlich gibt es auch noch einige Schwierigkeiten – beispielsweise die Problematik mit transparenten Raumtrennern. Diese sind für Marvin schwierig zu umfahren. Dank redundanter Sensoren können aber auch diese erkannt werden und Marvin lernt mehr und mehr, mit ihnen umzugehen. «Sicherheit stand und steht bei der Entwicklung eines Roboters an allererster Stelle. Wir bringen Marvin auf den Markt, wenn wir diesen mit gutem Gewissen für alle noch so speziellen Objektarten freigeben können», versichert Mark Meng. Sicher ist bereits jetzt: Mit Marvin hat Wetrok das Bild von kollaborativen Industrierobotern in eine völlig neue Richtung gelenkt.


Marvin @ work (Video)
Marvin war auch an der ETH Lausanne (EPFL) im Einsatz:


über Wetrok:
Die Wetrok AG entwickelt und vertreibt Lösungen für die professionelle Gebäudereinigung. In über 40 Ländern versorgt das Unternehmen über 100’000 Kunden mit Reinigungsmitteln, Reinigungsmaschinen, Verbrauchsmaterialien und Reinigungsschulungen. Entwickelt werden die Produkte und Reinigungssysteme in der Forschungsabteilung am Schweizer Hauptsitz in Zürich-Kloten. Die Wetrok AG ist Teil der Diethelm Keller Gruppe.


über Sevensense:
Die Firma Sevensense ist ein 2018 gegründetes Spin-off der ETH Zürich und beschäftigt bereits über 25 Robotikspezialisten. Zusammen haben sie ein Autonomy-Kit entwickelt, das jede manuelle Maschine – von der Reinigungsmaschine bis hin zum Gabelstapler – in einen autonomen Serviceroboter verwandelt. Das Kit besteht aus Sensoren, die im Zusammenspiel mit fortgeschrittener künstlicher Intelligenz dem Roboter kollisionsfreie Fahrten in jeder Umgebung ermöglichen.

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