Es soll ein bisschen sein wie im Orchester, wo jeder auf den anderen achtet. Damit das auch zwischen Mensch und Roboter funktioniert, sollen Software und Kameratechnik vermitteln. Die Sicherheit kommt im Forschungsprojekt aber nicht zu kurz.
In einem europäischen Konsortium entwickeln Wissenschaftler anwendungsorientierte kostengünstige Robotersysteme und Anwendungen für die Montage. Die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Robotern soll dazu beitragen, die kognitiven Fähigkeiten des Menschen mit der Kraft und Wiederholgenauigkeit von Robotern zu kombinieren. Die Leitung des EU-Projektes LIAA hat das Stuttgarter Fraunhofer IPA.
Die Forscher wollen ein einheitliches Software-Framework für Montagesysteme entwickeln, das die Stärken von Mensch und Roboter vereint. Je nach Prozess und Kapazitätsauslastung des Werkers können die Montagearbeitsplätze gleichzeitig sowohl vom Roboter als auch vom Menschen genutzt werden. Während der Roboter zum Beispiel repetitive und schwere Arbeiten übernimmt, kann sich der Werker auf kognitiv anspruchsvolle und feinmotorische Aufgaben konzentrieren.
Einer der Schwerpunkte im Projekt ist die intelligente Symbiose zwischen Mensch und Roboter. Algorithmen segmentieren den Montageprozess in einzelne Schritte und weisen diese je nach Eignung und Auslastung dem Werker oder dem Roboter zu. Dabei wird die Aufgabenbeschreibung des Arbeitsschritts ressourcengerecht aufbereitet. So bekommt der Roboter maschinenlesbare Kommandos oder Zustandsdiagramme. Für den Werker werden an Ort und Stelle multi-media-gestützte Montageanleitungen generiert und per Head-Mounted-Display (HMD) oder Tablet angezeigt.
Damit die beteiligten Arbeitspartner effizient zusammenarbeiten können, müssen beide wissen, welchen Arbeitsschritt der andere durchführt. Der Werker sieht das über Augmented-Reality-Technologie. Dazu werden zum Beispiel die Bahndaten des Roboters visualisiert oder die gesperrten Arbeitsbereiche angezeigt. Kameragestützte Informationssysteme und intelligente Wahrnehmungs- und Prognosealgorithmen sorgen dafür, dass der Roboter ableiten kann, welchen Arbeitsschritt der Werker gerade ausführt. Dadurch kann er sein eigenes Verhalten entsprechend anpassen und eventuell zusätzliche Arbeitsschritte bei Verzögerungen übernehmen.
Für den industriellen Bereich werden in LIAA fünf Anwendungsfälle in Zusammenarbeit mit europäischen Endanwendern konzipiert. Dabei spielt der Einsatz von Low-Cost-Komponenten für die Wirtschaftlichkeit in der Montage eine entscheidende Rolle. Der große Vorteil: Systemintegratoren sollen kostengünstige Robotersysteme mit Leichtbaurobotern auf Basis des Frameworks implementieren können. Diverse standardisierte Schnittstellen und eine Bibliothek verknüpfbarer, parametrierbarer Programmbausteine des Roboters oder der verwendeten Sensoren reichen dann aus, um das Framework für die jeweilige Montageanwendung zu konfigurieren.
Einer der Forschungsschwerpunkte von LIAA ist es, die Sicherheit des Menschen anhand einer (teil-)automatisierten Risikobewertung des Montagesystems einzuschätzen, und zwar schon während der Konzeption. So können ausreichende Sicherheitsmaßnahmen bei der Ausführung gewährleistet werden. Je nach Risikobewertung werden präventive weiche oder harte Sicherheitsmaßnahmen ausgewählt und kombiniert. op
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