Im RePair-Projekt kümmern sich die Bonner um das robotische System. Das Team hat Planungsalgorithmen für die beidhändigen Armbewegungen des Roboters entwickelt, mit denen er Freskofragmente sehr präzise platzieren kann. „Wir bringen in RePair unsere langjährige Erfahrung mit der Bewegungsplanung und Manipulation durch Roboter ein. Ziel des Projektes war es, zu erforschen, ob Roboter in der Lange sein können die mühsame Sortier- und Puzzlearbeit zu übernehmen, damit die Fachleute ihre Zeit dort einsetzen können, wo menschliche Expertise unverzichtbar ist“, sagt Maren Bennewitz, Professorin für Humanoide Roboter und Prorektorin für Digitalisierung und Informationsmanagement. Die Universität Bonn war außerdem für die Integration und Evaluierung der gesamten robotischen Plattform zuständig und stellte sicher, dass alle Komponenten nahtlos zusammenpassten. Dazu hat Doktorand Nils Dengler dieses Jahr insgesamt fünf Wochen in Pompeij verbracht.
Das von der Europäischen Union geförderte Projekt wurde von der Universität Ca‘ Foscari Venedig koordiniert. Zu den weiteren Projektpartnern zählen das Italian Institute of Technology (IIT), der Archäologische Park Pompeji, die Ben-Gurion University im Negev und das Instituto Superior Técnico Lissabon.
Wie funktioniert der Robo-Puzzler?
RePAIR besteht aus einer robotischen Plattform mit zwei Roboterarmen und weichen Greifhänden, die Fragmente von Wandmalereien aufnimmt und an der von der KI berechneten Position wieder ablegt. Genau an dieser Schnittstelle zwischen intelligenter Planung und physischer Ausführung setzt die Bonner Forschung an: „Unsere Algorithmen berechnen für die beiden Roboterarme die Bewegungen, mit denen die Fragmente zuverlässig aufgenommen und vorsichtig an der berechneten Position abgelegt werden“, sagt Nils Dengler. In der industriellen Bildverarbeitung stellen PC-basierte Systeme oft eine technische Hürde dar. Die Trennung von Bildaufnahme und Datenverarbeitung führt häufig zu Latenzen, erhöhtem Platzbedarf und einem komplexen Wartungsaufwand. Besonders in schnellen Produktionslinien erschwert die Synchronisation zwischen Sensor und externem Rechner eine stabile Prozesskontrolle. ‣ weiterlesen
Präzise 2D-Inspektion mit nativer Edge-Intelligenz
Erprobt wurde das System im Archäologischen Park von Pompeji. Dort lagern u.a. stark fragmentierte Deckenmalereien aus dem ‚Haus der Maler bei der Arbeit‘ sowie Fresken aus der Schola Armaturarum. Die Bruchstücke werden zunächst mit einem eigens entwickelten 3D-Scan-System digitalisiert. Auf dieser Basis versucht die KI, das ‚Puzzle‘ zu lösen: Sie schlägt passende Kombinationen zwischen Bruchstücken vor und berechnet, wie aus hunderten oder tausenden Teilen wieder größere Bildsegmente entstehen können.
Bislang galt die Rekonstruktion zerbrochener Funde als eine Arbeit, die viel Geduld erfordert und im Museumsalltag oft über Jahre liegen bleibt. RePair könnte hier Abhilfe schaffen, indem die zeitaufwendigen Schritte der Digitalisierung, Vorschlagsberechnung und physischen Rekonstruktion weitgehend automatisiert werden.
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