Robotik und KI für Sicherheit, Verteidigung, Luft- und Raumfahrt

Autonome Mobilität (beinige und radbasierte Roboter)

Bodenroboter, die sich auf Rädern oder Beinen fortbewegen, um verschiedenstes Gelände zu bewältigen. In zivilen Anwendungen unterstützen autonome mobile Roboter Fabriken, Krankenhäuser und urbane Umgebungen – etwa bei der Auslieferung von Gütern, der Überwachung industrieller Anlagen oder der Unterstützung von Menschen mit eingeschränkter Mobilität. Im Verteidigungsbereich kommen robuste, an Tier- oder Menschbewegungen angelehnte Laufroboter sowie unbemannte Bodenfahrzeuge zum Einsatz, um gefährliche Gebiete zu erkunden, schwere Ausrüstung für Einsatzkräfte zu transportieren, Sprengstoffe zu entschärfen oder Katastrophenhilfe in für Menschen unsicheren Umgebungen zu leisten. Diese Roboter sind für einen zuverlässigen Betrieb unter allen Bedingungen ausgelegt – sei es in einer belebten Innenstadt oder in abgelegenen Konfliktzonen.

PIs mit einschlägiger Forschungserfahrung

Prof. Markus Lienkamp, Prof. Johannes Betz

Gehirn-Maschine-Schnittstellen (Brain–Machine Interfaces, BMI)

Technologien, die das menschliche Gehirn direkt mit Computern oder Robotern verbinden. In der Medizin ermöglichen BMI-Systeme gelähmten Patientinnen und Patienten die Steuerung von Prothesen oder die Kommunikation über neuronale Signale. Darüber hinaus eröffnen sie neue, intuitive Formen der Interaktion mit intelligenten Geräten. Für Verteidigung und Sicherheit könnten Gehirn-Maschine-Schnittstellen es Pilotinnen, Piloten oder Einsatzkräften ermöglichen, Drohnen und robotische Systeme allein durch Gedanken zu steuern oder verwundete Einsatzkräfte bei der Bedienung assistiver Technologien zu unterstützen. Durch die Verbindung menschlicher Intuition mit maschineller Präzision sind BMIs ein Paradebeispiel für Dual-Use-Innovation – sie steigern die Lebensqualität und erweitern zugleich operative Fähigkeiten.

PIs mit einschlägiger Forschungserfahrung

Prof. Bernhard Meyer, Prof. Simon Jacob

Exoskelette und Exosuits

Tragbare robotische Strukturen und Anzüge zur Steigerung menschlicher Kraft und Ausdauer. Im zivilen Bereich unterstützen diese Technologien Patientinnen und Patienten in der Rehabilitation und ermöglichen Beschäftigten in Industrie oder Pflege das sichere Heben schwerer Lasten. In Verteidigung und Katastrophenschutz helfen Exoskelette Soldatinnen, Soldaten sowie Ersthelfern, Ausrüstung oder Verletzte mit geringerer Ermüdung zu tragen, wodurch menschliche Leistungsfähigkeit erhöht und Verletzungen vermieden werden.

PIs mit einschlägiger Forschungserfahrung

Prof. Lorenzo Masia, Prof. Sandra Hirche

Humanoide Roboter

Menschenähnliche Roboter, die in für Menschen gestalteten Umgebungen agieren können. In zivilen Einsatzfeldern übernehmen Humanoide Aufgaben als Pflegeassistenz, Begleiterinnen und Begleiter für ältere Menschen oder als Arbeitskräfte in Bereichen, die ein hohes Maß an Interaktion erfordern – etwa in der Unterstützung medizinischen Personals oder im Servicebereich. Ein Beispiel hierfür sind MIRMI-eigene geriatronische Projekte in der Altenpflege. In Verteidigungs- und Notfallszenarien können humanoide Roboter Trümmerfelder überwinden, Leitern erklimmen und Such- und Rettungsaufgaben in Katastrophengebieten durchführen oder mit gefährlichen Stoffen umgehen, wenn der Einsatz von Menschen zu riskant wäre. Ihre menschenähnliche Form erlaubt den Einsatz von Werkzeugen und die Navigation in für Menschen konzipierten Umgebungen, was sie sowohl in der häuslichen Pflege als auch im Bereich der inneren Sicherheit besonders wertvoll macht.

PIs mit einschlägiger Forschungserfahrung

Prof. Alin Albu-Schäffer, Prof. Alexander Koenig

Prothetik

Fortschrittliche robotische Prothesen und Assistenzsysteme. Modernste Prothesentechnologien ermöglichen Amputierten und Menschen mit Behinderungen eine natürlichere Bewegung und bessere Kontrolle im Alltag. Dieselben Innovationen kommen auch verletzten Veteraninnen, Veteranen sowie Sicherheitskräften zugute, indem robuste bionische Gliedmaßen Mobilität wiederherstellen und in manchen Fällen sogar Leistungsfähigkeiten über das natürliche Maß hinaus erweitern. Die Forschung umfasst unter anderem gedankengesteuerte Prothesen, die die Grenze zwischen Mensch und Maschine zunehmend verwischen und sowohl Zivilpersonen als auch Einsatzkräften ein hohes Maß an Selbstständigkeit bieten.

PIs mit einschlägiger Forschungserfahrung

Prof. Cristina Piazza

Sichere und energieeffiziente KI-Hardware

Ein zentraler Enabler dieser Initiative ist die Integration sicherer, leistungsstarker KI-Hardware, darunter In-Memory-Computing-Architekturen und gehirninspirierte KI-Chips. Diese Technologien machen den Betrieb von KI-Anwendungen direkt auf robotischen Plattformen möglich und reduzieren die Abhängigkeit von Cloud-Infrastrukturen – eine entscheidende Voraussetzung für Verteidigungs- und Sicherheitsanwendungen im Feldeinsatz. Die Prozessoren sind cybersicher, extrem energieeffizient und widerstandsfähig gegenüber extremen Umgebungsbedingungen und fügen sich nahtlos in MIRMI-Ziele in den Bereichen mobile Robotik, UAVs und Edge-KI für taktische Autonomie ein. Die Einbindung dieser Expertise stellt sicher, dass robotische Systeme von MIRMI nicht nur schneller „denken“, sondern auch sicher und unabhängig operieren – ein wesentlicher Beitrag zu Europas technologischer Souveränität.

PIs mit einschlägiger Forschungserfahrung

Prof. Hussam Amrouch, Prof. Achim Lilienthal, Prof. Eckehard Steinbach

Chirurgische Robotik

Robotische Operationstechnologien, die für das zivile Gesundheitswesen entwickelt wurden, können auch in Notfall- und Verteidigungsszenarien eine entscheidende Rolle spielen. Zukünftige robotische Module sollen telemedizinische Eingriffe während Evakuierungsflügen ermöglichen, Medikamente autonom über den Knochenzugang verabreichen, schwere Blutungen mittels Tourniquets kontrollieren oder lebensrettende Injektionen in gefährlichen Umgebungen durchführen.

PIs mit einschlägiger Forschungserfahrung

Prof. Tim Lüth, Prof. Dirk Wilhelm

Astrodynamik und orbitale Robotik für Resilienz im Weltraum

Orbitale Robotik und Astrodynamik adressieren die wachsenden Herausforderungen eines zunehmend überfüllten und umkämpften Weltraumumfelds. Weltraumschrott bedroht kritische Dienste wie Kommunikation, Navigation und Umweltbeobachtung, während Annäherungsmanöver fremder Raumfahrzeuge Risiken für sicherheitsrelevante Satelliten darstellen. Orbitale robotische Systeme für Annäherungsoperationen, Inspektion, Andocken und Trümmerbeseitigung ermöglichen den Schutz von Satelliten, Lebensdauerverlängerungsmissionen sowie eine verbesserte Weltraumlageerfassung.

Parallel dazu entwickeln wir im Rahmen der Projektserien Space Factory 4.0, AI-In-Orbit-Factory and ACOR Technologien zur direkten Montage von CubeSats im Orbit. Trotz ihrer geringen Größe sind diese Satelliten voll funktionsfähig. Ihr modulares und kosteneffizientes Design erlaubt den Einsatz von Satellitenschwärmen als Ersatz für große Einzelsysteme ohne Single Point of Failure. Die Montage im Orbit erhöht zudem die Flexibilität erheblich, indem sie die Zeit von der Bestellung bis zum Einsatz von Monaten auf Stunden verkürzt und neue Satellitendesigns mit geringeren strukturellen Einschränkungen ermöglicht. In Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wurden diese Technologien bereits auf einem Weltraumroboter implementiert. Die Arbeiten von MIRMI in diesem Bereich tragen durch fortschrittliche Methoden der Dynamik, Führung, Navigation und Regelung zu einer sichereren und resilienteren Weltrauminfrastruktur bei.

PIs mit einschlägiger Forschungserfahrung

Prof. Alin Albu-Schäffer, Prof. Marcello Romano

Unbemannte Luftfahrzeuge (Unmanned Aerial Vehicles, UAVs)

Autonome Drohnen für luftgestützte Einsätze. Bereits heute werden UAVs zivil genutzt, um medizinische Güter zu liefern, Infrastrukturen zu inspizieren oder nach Naturkatastrophen Such- und Rettungsmissionen zu unterstützen. In Verteidigung und Sicherheit fungieren sie als „Augen am Himmel“ für Aufklärung, Grenzüberwachung und Notfalleinsätze in gefährlichen Gebieten, ohne menschliche Pilotinnen und Piloten zu gefährden. Die UAV-Forschung bei MIRMI zielt auf sicherere Navigation, längere Flugzeiten und intelligente Schwarmverhalten ab, von denen Anwendungen von der Landwirtschaft bis hin zur nationalen Sicherheit profitieren.

PIs mit einschlägiger Forschungserfahrung

Prof. Achim Lilienthal, Prof. Florian Holzapfel, Prof. Marcello Romano, Prof. Angela Schoellig

Autonome maritime Systeme

Robotische Systeme für den Einsatz in aquatischen Umgebungen. In zivilen Anwendungen übernehmen Unterwasserroboter Aufgaben in der wissenschaftlichen Forschung, der Inspektion von Infrastrukturen wie Offshore-Windparks, der Überwachung mariner Ökosysteme sowie der Unterstützung der Aquakultur. In Verteidigungs- und Sicherheitskontexten überwachen sie sensible Gebiete, schützen kritische Unterwasserinfrastruktur wie Kommunikationskabel und führen Such- und Bergungsmissionen unter anspruchsvollen maritimen Bedingungen durch. Diese Systeme sind mit fortschrittlichen Sensoren, Manipulatoren und KI-gestützter Navigation ausgestattet, die einen autonomen Langzeitbetrieb ermöglichen.

PIs mit einschlägiger Forschungserfahrung

Prof. Sandra Hirche

Maschinelles Sehen und räumliche Intelligenz

Spatial AI zielt darauf ab, Maschinen das Sehen und Denken in 3D zu ermöglichen, indem visuelle Wahrnehmung, räumliches Schlussfolgern und Weltmodellierung aus multimodalen Sensordaten realisiert werden. Zentrale Themen sind die 3D/4D-Rekonstruktion, 6D-Posenschätzung, Szenenverständnis sowie die Sensorfusion über Roboter, UAVs und satellitengestützte Fernerkundungsplattformen hinweg.

Diese Fähigkeiten ermöglichen autonome Navigation, Inspektion, digitale Zwillinge und Lagebilder in zivilen, verteidigungs- und sicherheitsrelevanten Anwendungsszenarien, mit einem Fokus auf interaktive und agentische 3D-Repräsentationen für echtzeitfähiges Schlussfolgern und Handeln.

PIs mit einschlägiger Forschungserfahrung

Prof. Benjamin Busam