Wie Roboter helfen können das „last mile“ Problem zu lösen

Robotik-Lösungen für die Zustellung von Paketen in diversen Lebensbereichen

Robotik gilt als Zukunft in vielen Lebensbereichen, aber ganz besonders in der (Paket)-Zustellung, da diese, besonders im letzten Abschnitt des Zustellvorganges, der „letzten Meile“ sehr ineffizient und teuer ist. Wie weit Robotik-Lösungen für dieses Problem bereits entwickelt sind und wieso dennoch alles nicht so einfach ist, erklären wir im Folgenden.

In der Zustellung, insbesondere in der Paketzustellung „letzten Meile“ (Das berühmte Problem der “Last Mile“ erklärt) gibt es, sehr viele faktische Probleme, die diesen Abschnitt des Zustellvorganges teuer und ineffizient gestalten. Da jedoch der Markt für Paketzustellung durch das enorme Wachstum des Online-Handels mitgerissen wird, werden große Hoffnungen in technologische Lösungen für das Problem der „last mile“ gesetzt.

Autonome Robotik in der Zukunft

Vor allem die Robotik und genau genommen die autonome Robotik gilt als zukunftsweisend. Das bedeutet, die Zustellung von Paketen (und auch Essen oder Ähnliches) mittels kleinerer mobiler Fahrzeuge („Zustellroboter“) oder Zustelldrohnen. Was jetzt noch nach Science-Fiction klingt wird von den großen Online-Händlern und Forschungsinstitutionen schon lange erforscht und technisch vorangetrieben. In der Fußgängerzone der Grazer Innenstadt war, als gemeinsames Pilotprojekt zwischen Österreichischer Post, Technischer Universität Graz und der Energie Steiermark, schon ein Prototyp eines autonomen Zustellfahrzeugs, der sogenannte „Jetflyer“ unterwegs. Allerdings musste dieser noch manuell be- und entladen werden.

Gerade in Zeiten der Corona-Pandemie hat die Nachfrage nach autonomen Zustellungslösungen einen wahren Boom erlebt. Der Online-Handel profitierte von den Lock-Downs, die den stationären Handel schließen ließen und die Menschen, die daheimbleiben sollten, hatten mehr Zeit für Online-Shopping. Ein wirkliches Siegermodell konnte sich jedoch nicht etablieren.

Mögliche Entwicklungsansätze

Die Entwicklungsansätze für die technologische Lösung des „last mile problems“ sind völlig unterschiedlich. Manche Firmen wollen das grundsätzliche „Setting“ beibehalten und „nur“ den klassischen Lieferwagen durch einen autonomen Lieferwagen, sowie den Paketboten durch einen humanoiden Roboter ersetzen. Manche Hersteller setzen rein auf die Zustellung in der Luft durch größere und kleinere Drohnen. Manche Entwicklungen haben etwa die Größe eines Autos. Relativ verbreitet sind autonome Gefährte mit Dimensionen wie ein kleiner Handwagen.

Die Idee hinter diesem Lösungsansatz ist, dass Pakete durch eine Vielzahl kleinerer flexiblere Fahrzeuge, die sich leicht im innerstädtischen Verkehr fortbewegen können, weil sie z.B. Gehsteige oder Fußgängerzonen befahren können, oder sich in der Luft fortbewegen, von zentralen Verteilerstellen an dezentralere Verteilerstellen und von dort zu den Kundinnen transportiert werden. Durch die Fragmentierung des Zustellprozesses ist eine große Transparenz und Flexibilität für die Endkunden gegeben. Lieferungen könnten etwa längere Zeit an einem „Hub“ geparkt werden und sich erst dann wieder in Bewegung setzten, wenn der Kunde am Zustellort ist. Auch ein spontanes Umändern des Zustellortes ist besser möglich. An den verschiedenen Hubs können Sendungen an einen Kunden auch gesammelt und dann als einheitliche Lieferung weitergeschickt werden. Auch Retouren sind in einem solchen System problemlos abwickelbar. Je nach Entwicklungsansatz werden entweder die Pakete von automatisiert be- und entladbaren Roboterplattformen transportiert, oder die Waren werden direkt in diebstahl- und stoßgesicherten Boxen transportiert, die von den Transportrobotern automatisiert aufgenommen und abgegeben werden können. Ein solcher Ansatz ist beispielsweise das Vertical „LARNI“ der Firma ARTI – Autonomous Robot Technology GmbH. Technisch gesehen wäre es auch möglich, diese Boxen zu erwärmen bzw. zu kühlen um beispielsweise ganze Mahlzeiten oder sensible Güter zu transportieren, die gekühlt werden müssen.

Die Zukunft der autonomen Transportroboter

Wie man sieht, an Ideen mangelt es nicht, auch die technologische Entwicklung ist in den letzten Jahren sehr stark vorangeschritten. Es bleiben jedoch immer noch einige Herausforderungen, die nicht so leicht zu lösen sind.

Einerseits stellt die autonome Fortbewegung von solchen Transportrobotern und vor allem deren Koordination hohe Anforderungen an die Steuerungssoftware der Roboter und auch an das sogenannte Flottenmanagement. Roboter erfahren ihre Umgebung sprichwörtlich mit Hilfe von bereits vorhandenem Kartenmaterial und der Sensoreindrücke, die sie von ihrer Umgebung gewinnen. Die Orientierung und Navigation in strukturierten Umgebungen wie innerstädtischen Bereichen ist bereits sehr komplex, ganz zu schweigen von autonomer Fortbewegung im Gelände. Auch wenn das autonome Fahren, also die Teilnahme autonom fahrender PKWs am normalen Straßenverkehr bereits sehr weit entwickelt ist, bremsen da wie auch in der Zustellrobotik rechtliche Fragestellungen und Sicherheitsbedenken die Entwicklung. Bei Drohnen ergibt sich das spezielle Problem, dass diese bei starkem Regen und Wind nicht eingesetzt werden können und die Ladelast eher niedrig sein muss. Außerdem ist die Be- und Entladung bzw. Start und Landung von Drohnen problematisch für den Bereich der Zustellung. Schlussendlich ergeben sich auch ganz alltägliche Probleme, die die autonome Paketzustellung noch behindern. Menschliche Wohnhäuser sind den körperlichen Fähigkeiten der Mehrheit der Bevölkerung angepasst, das bedeutet, es gibt Stufen, schmale verwinkelte Gänge, unstrukturiert nummerierte Wohnungen, Türen, die nur mit Klingeln öffnen oder auch Lifte, deren Türen nur händisch geöffnet werden können. Das Gehen auf zwei Beinen, für Menschen selbstverständlich ist in der Robotik erstaunlich schwer nachzubilden, Stufen und Treppenhäuser daher ein großes Hindernis für Roboter. Die größte Frage, die sich stellt, ist aber, wie Menschen auf die Begegnungen mit Zustellrobotern reagieren würden und wie groß das Vertrauen in diese neue Technologie ist.

Wie auch immer die Antwort ausfällt, bis der Roboter an der Tür klingelt und das erwartete Päckchen überreicht, braucht es noch viel Zeit und Forschungsarbeit.

Autorin: Lena Sophie Franke

ARTI is developing software for autonomous mobile robots. Robust enough for real-world scenarios, indoor and outdoor, and suitable for different industrial fields. ARTI offers modular AI-kits as well as full turnkey products. Our customers can pick precisely the solution they need, either build a complete robotic system from scratch or improve existing products by adding artificial intelligence.

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