Robotik | Schwer heben, stark zupacken, lange halten – für ältere Mitarbeiter in der Logistik ist das nicht so einfach. Aber sie bekommen jetzt Unterstützung. Forscher der TU Darmstadt haben einen selbstlernenden Roboterarm entwickelt, der den Werker als dritte Hand unterstützt.
Der neue Roboterarm soll erfahrenen Fachkräften kraftraubende und stupide Bewegungen, die sich ständig wiederholen, abnehmen. Dadurch kann das qualifizierte Personal mehr sein Know-how und seine Kreativität im Unternehmen einsetzen. In dem EU-Projekt mit der Bezeichnung „3rd Hand“ erforscht und entwickelt ein Konsortium die Grundlagen der semi-autonomen Zusammenarbeit von Mensch und Roboter. Mit dabei ist ein Team der TU Darmstadt um Professor Jan Peters vom Fachgebiet Intelligente Autonome Systeme im Fachbereich Informatik.
Entwickelt werden soll ein Roboterarm, der Abläufe durch Nachmachen lernen kann. Der Mensch gibt dabei die Bewegungen vor, die in Einheiten unterteilt werden. Diese so genannten Movement Primitives werden kodiert, generalisiert und schließlich ausgeführt. Dadurch kann der Roboter Bewegungsabläufe, die ihm demonstriert wurden, in verschiedenen Situationen selbst anpassen, ohne dabei den Charakter der Bewegung zu verlieren. In einer Schreinerei könnte der Roboter einem Mitarbeiter zum Beispiel schwere Teile anreichen, auch wenn sich Teil und Mitarbeiter dabei nicht immer exakt am gleichen Ort befinden.
Um entscheiden zu können, wann und wie der Roboter den Menschen unterstützen soll, muss die gewünschte Interaktion mit dem Menschen in die Bewegungseinheit einbezogen werden. Der Roboter kann dann etwa den Bewegungsablauf „Teil anreichen“ unaufgefordert starten, sobald der Mitarbeiter ein bestimmtes Werkzeug in die Hand nimmt. Die Forscher des Fachgebiets Intelligente Autonome Systeme der TU Darmstadt entwickeln hierfür interaktive Bewegungseinheiten, die so genannten Interaktionsprimitive.
In einem ersten Schritt haben die Wissenschaftler der TU Darmstadt, der Universität Innsbruck und der Universität Stuttgart unter der Projektleitung des französischen Instituts INRIA ihre Forschung aufeinander abgestimmt. Schwerpunkt der Darmstädter ist die Optimierung der Bewegungskontrolle. Einen ersten Test haben die Methoden, die der Armkontrolle zugrunde liegen, erfolgreich bestanden. Bei einer Zwischenevaluation konnte der Arm dabei helfen, einen kleinen Ikea-Stuhl zusammenzubauen.
Gerade für europäische Mittelständler ist die Unterstützung in Form einer lernfähigen, dritten Hand interessant. Der Roboter könnte die Fertigung individueller Produkte in kleiner Serie wieder rentabel machen und so der Abwanderung in Billiglohnländer entgegenwirken. (ub) •
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