Robotics Kongress 2022 - Cobots, Soft-Robotics und Mensch-Roboter-Kollaboration im Fokus

» Uwe Schoppen, Redakteur Industrieanzeiger

Die kollaborierenden Roboter, kurz Cobots, gehören derzeit zu den innovativsten Themen in der Automatisierungstechnik. Auch wenn die großen Stückzahlen noch auf sich warten lassen – den Cobots gehört die Zukunft. Die Zeiten sind vorbei, in denen Roboter ausschließlich hinter hohen Schutzzäunen fern vom Menschen agieren. Cobots sind von vorn herein für die Zusammenarbeit mit dem Menschen konzipiert und konstruiert. Werker und Roboter sind das neue Team, mit dem sich jetzt auch Arbeiten teilweise automatisieren lassen, die bislang ausschließlich manuell erledigt werden konnten.

Dieses Thema hat der Robotics Kongress bereits vor Jahren aufgegriffen, konsequent verfolgt und ist dadurch zu dem geworden, was er heute ist: Eine der besten und wichtigsten Robotik-Veranstaltungen im Lande. Das ist keine Eigenwerbung, sondern die Aussage von Thomas Nolting, CEO bei der Lyric Automation Germany GmbH in Langenhagen, die sich auf Automatisierungslösungen für Elektromobilität spezialisiert hat.

An Cobots werden neue Techniken ausprobiert

Die Cobots ziehen weite Kreise. An ihnen werden neue Techniken ausprobiert, bis zur Praxistauglichkeit weiterentwickelt und schließlich auf andere Robotertypen übertragen. Diesem Trend wird der Robotics Kongress gerecht und greift deswegen die Themen auf, die rund um den Cobot entstehen und künftig eine wichtige Rolle in der Praxis spielen werden. Hierzu gehört vor allem die künstliche Intelligenz (KI), die wesentlich dazu beiträgt, dass Cobots leichter zu handhaben sind. Die Modelle werden immer schlauer. Ausgestattet mit KI und intelligenter Bildverarbeitung lassen sich die Maschinen schnell und problemlos in einen bestehenden Ablauf integrieren. Von der komplexen Technik im Innern des Cobots bekommt der Anwender nichts mit. Soll er auch nicht. Das Ziel ist immer, den Nutzer von komplizierten, zeitraubenden Routinen zu entlasten und ihn schneller zum praktischen Einsatz zu führen, der einen wirtschaftlichen Mehrwert verspricht.

Machine Learning macht es dem Anwender einfacher

Weiteres Kernthema des Robotics Kongress ist das Machine Learning, mit dem auch Einsteiger heute ihre eigene Automatisierungslösung auf die Beine stellen können. Dafür sorgen fortschrittliche Softwaretools, die dem Nutzer Standardaufgaben für Roboter zum Beispiel als Kacheln auf dem Bildschirm präsentieren, die lediglich angeklickt werden müssen. Das Programmieren wird sozusagen auf „Drag and Drop“ reduziert. Mit diesem speziellen Ziehen und Ablegen wird dem Roboter beigebracht, was er später in der Produktion oder Montage tun soll.

Regel Nummer eins beim Einsatz eines Cobots und auch zentrales Thema der Veranstaltung: Dem Werker darf kein Haar gekrümmt werden. Diese Vorgabe nehmen die Hersteller sehr ernst und haben entsprechende technische Vorkehrungen bei den Modellen getroffen. Die Palette ist breit und reicht von der einfachen Lichtschranke oder einer intelligenten Sensorhaut über Software-Kokons bis hin zur einfachen Polsterung der Maschine. Aber auch die Berufsgenossenschaft sorgt mit strengen Normen dafür, dass der Werker bei der Mensch-Roboter-Kollaboration immer auf der sicheren Seite ist. Nur sollten die Normen nicht so streng sein, dass sie den wirtschaftlichen Einsatz der Cobots unnötig erschweren.

Roboter sind oft das Ziel von Hackerangriffen

Mit zunehmender Vernetzung der Produktion sind natürlich auch Roboter und Cobots ein potenzielles Ziel für Hackerangriffe. Gefragt sind deswegen Lösungen, welche die IT-Sicherheit von Robotern in der Betriebstechnik (Operational Technology, kurz OT) erhöhen. Nicht wenige Unternehmen betreiben getrennte IT- und OT-Netzwerke, was die Sicherheitsanstrengungen verdoppelt und die Transparenz vernichtet. Gefragt sind vielmehr Lösungen, die ausreichenden Schutz mit einem vertretbaren Aufwand garantieren.

In Zeiten des Klimawandels hat die Energieeffizienz in der Robotik eine ganz neue Bedeutung bekommen und spielt deswegen beim Robotics Kongress eine wichtige Rolle. Der Automatisierer hat heute nicht ausschließlich Takt und Ausbringung seiner Anlage im Blick, sondern er stellt sich auch die Frage, wie er seine Ziele möglichst effizient erreichen kann. Was lässt sich an einer bestehenden Anlage ändern, damit der Energieverbrauch gesenkt wird? Die Antwort steckt in den einzelnen Komponenten der Zelle. Mit der richtigen Mess-Hardware und einer passenden Software lassen sich die Energiefresser identifizieren.

Kontakt:
Deutsche Messe Technology Academy
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Bild: University of California San Diego

Zukunftsthema Soft-Robotik

Für den einführenden Vortrag konnten wir in diesem Jahr mit Christoph Keplinger einen Spitzenforscher gewinnen. Keplinger ist Direktor am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme (MPI-IS) in Stuttgart, wo er die Abteilung Robotermaterialien leitet, eine stark interdisziplinäre Forschungsgruppe mit einem aktuellen Schwerpunkt auf die Soft-Robotik. Keplinger stellt die derzeitigen Beschränkungen von Materialien und Komponenten, die beim Bau von Robotern verwendet werden, grundlegend in Frage. Er gilt als Pionier auf dem Gebiet der bioinspirierten Soft-Robotik und als aufsteigender Stern in den internationalen Robotik- und Materialwissenschaften.

Roboter basieren heute auf starre Komponenten und Elektromotoren. Das macht sie schwer, unsicher in der Nähe von Menschen, ungeeignet für unvorhersehbare Umgebungen und nicht zuletzt teuer. Die Natur hingegen verwendet stattdessen weiche Materialien wie Muskeln oder Haut. Daraus sind Organismen entstanden, die herkömmliche Roboter in Bezug auf Agilität, Geschicklichkeit und Anpassungsfähigkeit drastisch übertreffen. Keplinger will mit seiner Forschung die aktuellen Grenzen von Roboterhardware grundlegend hinterfragen. Dabei verwendet er einen interdisziplinären Ansatz, der Konzepte aus der Physik und Chemie weicher Materie mit Ingenieurtechniken zusammenführt. Das Ziel sind Robotermaterialien für intelligente Maschinen, welche die Fähigkeiten von Organismen in der Natur nachahmen. Die Anwendungsbereiche reichen von der Automatisierung industrieller Prozesse über medizinische Robotik (Exoskelette) bis hin zu neuen Mensch-Maschine-Schnittstellen.