Verbesserte Mensch/Roboter-Kollaboration

Kollege Roboter, kannst Du einen Zahn zulegen?

Industrielle Fertigungsprozesse sollen gleichermaßen effizient, flexibel und für die Beschäftigten sicher sein. Arbeiten Mensch und Roboter gemeinsam an komplexen Aufgaben, gilt es, Zielkonflikte zwischen diesen Anforderungen zu vermeiden. Im EU-Projekt Sharework entwickelte das Team vom Fraunhofer IWU um Aquib Rashid, Ibrahim Al Naser und Mohamad Bdiwi dazu einen Geschwindigkeitsregler sowie ein multimodales, umfassendes Wahrnehmungssystem. Zwar muss die Roboterbewegung bei menschlicher Annäherung auch weiterhin verlangsamt werden, aber deutlich weniger als bisher.

Bild: Fraunhofer IWU

Die zentrale Fragestellung für die Forschenden in einem Anwendungsfall bei Seat war: Wie kann ein Roboter dank ‘zusätzlicher Augen’ seine Umgebung besser einschätzen und damit mehr Geschwindigkeit in seiner Bahn behalten? Dazu teilte das Team die Wahrnehmungsbereiche in smarte Zonen ein. Bei schnelleren Bewegungen ‘wächst’ eine solche Zone, um ein Kollisionsrisiko mit Menschen auszuschließen. Für die Umfelderfassung kommt dabei Lidar-Sensorik (Light Detection and Ranging), die über gepulstes Laser-Licht-Objekte erkennt und kategorisiert, ebenfalls zum Einsatz wie Kameras.

Die Kombination von Reaktionszeiten (Lidar: 50ms, Kamera: 10ms) und Überwachungsbereichen (Lidar: größere Bereiche; Kamera: Nahfeld) erlaubt nun schnellere Bewegungen des Roboters. Um welchen Faktor genau sich die Prozesszeiten verkürzen lassen, hängt von der Tätigkeit und der eingesetzten Hardware für Robotik und LiDAR-Sensorik ab. Anpassungsmöglichkeiten bei Bewegungsgeschwindigkeit und Beschleunigung erhöhen die Akzeptanz bei den Mitarbeitenden. Teil des Softwarepakets ist auch ein Baustein für die Beurteilung aller Sicherheitsaspekte. Dadurch können diese so frühzeitig in der Anlagenplanung berücksichtigt, technisch dokumentiert und digital zertifiziert werden. Im digitalen Abbild (Zwilling) der Anlage stehen alle relevanten Daten für spätere Änderungen zur Verfügung.

Forschungsprojekt Sharework

Die Forschungsergebnisse sind Teil des EU-Projekts Sharework. Darin entwickelte ein europäisches Konsortium aus sechs Forschungseinrichtungen, dreizehn Firmen und einer Normierungsinstanz neue Lösungen für die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter. Die verschiedenen Software- und Hardwaremodule sollen insbesondere auch Schwerlastrobotern (Industrierobotern) ermöglichen, mit Menschen zu interagieren, ohne dass physische Schutzbarrieren wie Zäune erforderlich sind. Ziel war es, im Sinne einer effektiveren Zusammenarbeit vorhandene Barrieren in der Mensch/Roboter-Kollaboration (MRK) zu überwinden – ohne Abstriche bei der Sicherheit. Arbeitsschwerpunkt für das Fraunhofer IWU waren dabei übergreifende Sicherheitsaspekte (Global Safety System).

Modulares System

Das Ergebnis ist ein modulares System, das in der Lage ist, die Umgebung eines Roboters und menschliche Handlungen durch Wissen und Sensoren, Vorhersagen über zukünftige Zustände, intelligente Datenverarbeitung, Augmented Reality sowie Gesten- und Spracherkennungstechnologie zu verstehen. Die entwickelten Module wurden bereits in der Automobil-, Bahn-, Metall- und Investitionsgüterindustrie erprobt. Ein Einsatz sei jedoch auch in anderen industriellen Montage- und Produktionsprozessen denkbar, um die Effizienz von Fertigungsprozessen zu verbessern, so die Forschenden.

Das könnte Sie auch interessieren

Technik

Hannover Messe 2024: Die Industrie auf dem Weg zu mehr Nachhaltigkeit

Vom 22. bis zum 26. April wird Hannover zum Schaufenster für die Industrie. Neben künstlicher Intelligenz sollen insbesondere Produkte und Services für eine nachhaltigere Industrie im Fokus stehen.‣ weiterlesen

Technik

Deutsche Industrie sieht Data Act als Chance

Eine Umfrage von Hewlett Packard Enterprise (HPE) unter 400 Führungskräften in Industrie-Unternehmen in Deutschland zeigt, dass zwei Drittel der Befragten den Data Act als Chance wahrnehmen. Der Data Act stieß unter anderem bei Branchenverbänden auf Kritik.‣ weiterlesen

Topstory

Carbon Management: Wegbereiter für eine klimaneutrale Zukunft

Carbon Management-Technologien stehen im Fokus, um CO2-Emissionen zu reduzieren und zu managen. Die Rolle des Maschinenbaus und mögliche Entwicklungspfade betrachtet eine neue Studie des VDMA Competence Center Future Business.‣ weiterlesen

Technik

Unternehmen sehen Cyber-Angriffe als größte Bedrohung der digitalen Transformation

Deutsche Unternehmen nehmen eine zunehmende Bedrohung durch Cyber-Angriffe wahr. Das zeigt eine aktuelle Umfrage vom Markt- und Meinungsforschungsinstitut YouGov im Auftrag von 1&1 Versatel, an der mehr als 1.000 Unternehmensentscheider teilnahmen.‣ weiterlesen

Technik

Mit Deep Learning gegen Fehler

Hohe Geschwindigkeit und hohe Erkennungsraten sind die Anforderungen an die Qualitätskontrolle in der Verpackungsbranche. Wie diese Anforderungen erreicht werden können, zeigt das Unternehmen Inndeo mit einem Automatisierungssystem auf Basis von industrieller Bildverarbeitung und Deep Learning.‣ weiterlesen

Technik

Produktivitätssteigerungen von bis zu 50 Prozent durch KI

Laut einer Studie der Unternehmensberatung Bain & Company könnten Unternehmen ihre Produktivität durch digitale Tools, Industrie 4.0-Technologien und Nachhaltigkeitsmaßnahmen steigern. Deren Implementierung von folgt oft jedoch keiner konzertierten Strategie.‣ weiterlesen

Technik

Betriebsräte bemängeln Investitionen und fehlende Strategien

Jeder zweite Betrieb investiert laut einer Betriebsräte-Befragung der IG Metall zu wenig am Standort. Demnach verfügen rund 48 Prozent der Unternehmen über eine Transformationsstrategie. Zudem sehen die Betriebsräte ein erhöhtes Risiko für Verlagerungen.‣ weiterlesen

Technik

VDMA gründet Forum Manufacturing-X

Ziel des neuen VDMA-Forums Manufacturing-X ist es, der zunehmenden Bedeutung von Datenräumen als Basis für neue, digitale Geschäftsmodelle Rechnung zu tragen. Wie der Verband mitteilt, soll das Forum auf dem aufbauen, was in der letzten Dekade durch das VDMA-Forum Industrie 4.0 erarbeitet wurde. ‣ weiterlesen

Technik

Lohnt sich ein Retrofit?

Ob es sich lohnt, ältere Maschinen mit neuen Sensoren auszustatten, ist oft nicht klar. Im Projekt 'DiReProFit' wollen Forschende dieses Problem mit künstlicher Intelligenz zu lösen.‣ weiterlesen

Technik

DFKI-Technologie lässt Roboter sehen

Wie kann eine Maschine lernen, sich in unserer Lebenswelt visuell zu orientieren? Mit dieser Frage setzen sich die Wissenschaftler am Deutschen Forschungsinstitut für Künstliche Intelligenz (DFKI) aktuell auseinander – und entwickeln Lösungen.‣ weiterlesen

Technik

Forschungszulage wird im Maschinen- und Anlagenbau zur Erfolgsgeschichte

Die seit 2020 geltende staatliche Forschungszulage etabliert sich im deutschen Maschinen- und Anlagenbau mehr und mehr als Instrument der Forschungsförderung. Ein wachsender Anteil der Unternehmen nutzt die Forschungszulage. Besonders geschätzt werden die verbesserten Finanzierungsmöglichkeiten sowie der erleichterte Zugang zur staatlichen Förderung von Forschung und Entwicklung (FuE).‣ weiterlesen