Automatisierter Torhüter wehrt jeden Ball erfolgreich ab

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Das Antriebssystem erzielt eine maximale Beschleunigung bis zur achtfachen Erdanziehungskraft. Es hat 300 bis 400 ms Zeit, um den Ball zu erfassen und auf die richtige Position zu fahren. Der gesamte Verfahrweg beträgt 7,30 m, wobei der Torwart immer von der Tormitte aus startet. Der Antrieb beschleunigt von hier aus bis auf 60 km/h und bremst bis zum Pfosten wieder auf Null ab.

Dabei fährt er die Position millimetergenau an. Insgesamt können im Tor 32 Positionen angefahren werden. Das intelligente Servoverstärker-System Moviaxis besteht aus einem Achsmodul mit frei verschaltbarer Funktionalität sowie einem Versorgungsmodul. Es versorgt die angeschlossene Achse mit Energie. Zusammen mit anderen Goalias-Komponenten findet der Servoumrichter in einem Schaltschrank Platz.

Lichtvorhang minimiert Sicherheitsrisiken

Um Gefahrensituationen zu vermeiden, wurde gemeinsam mit dem TÜV Südwest ein Konzept zur Vermeidung von Sicherheitsrisiken entwickelt. Es musste sicher verhindert werden, dass Personen in die Nähe von Goalias geraten, wenn er im Einsatz ist. Das heisst, es darf sich niemand im Tor aufhalten, während der Keeper gerade versucht, einen Ball zu halten. Dazu wacht während des Betriebs eine Aufsichtsperson über die Anlage und kann sie jederzeit über den Not-Halt-Knopf des Bedienpults stoppen. Als zusätzliche Sicherheitsmassnahme kommt ein Lichtvorhang zum Einsatz, der mindestens fünf Meter vor dem Tor angebracht werden muss.

Dieser Vorhang hat mehrere horizontale Strahlengänge. Werden mehr als drei dieser Strahlen unterbrochen, durchdringt ein Gegenstand die Lichtschranke, der grösser als der Fussball ist und Goalias wird sicher (nach DIN 954-1 Kat 3) gestoppt. Ferner verhindern Schutzzaunelemente, dass sich Personen seitlich in den Gefahrenbereich begeben. Für den sehr unwahrscheinlichen Fall, dass der Antrieb nicht abbremst und über sein Ziel hinausschiesst, werden zum Schutz der Zuschauer Schutzgitterelemente aufgestellt, die den Torwart im Notfall abfangen können.

Das Duell: David gegen Goalias

Nach dem Alten Testament besiegte der Jüngling David den Riesen Goliath mit einer Steinschleuder. Die Wissenschaftler des IAS nahmen die biblische Erzählung zum Vorbild für ein neues Projekt, die Schussvorrichtung David. Sie schleudert Fussbälle mit hoher Geschwindigkeit und Trefferquote heraus. Die Ballschussmaschine David in Form eines überdimensionierten Fussballschuhs ist der Herausforderer des automatisierten Torhüters Goalias. Sie versucht, ihn an seine Grenzen bringen. Zwar gibt es einen kleinen „Konkurrenzkampf“ zwischen den Entwicklern von Goalias und David, jedoch sind beide Roboter ähnlich leistungsfähig, was auch so beabsichtigt ist.

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