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Für Malte Öhlschläger hat sich die Reise nach Hannover gelohnt. Im Laufe eines erlebnisreichen Tages im Pavillon 36 auf dem Messegelände in Hannover konnte er sich einen Überblick verschaffen über die aktuellen Trends in der Mensch-Roboter-Kollaboration, kurz MRK. Für seine Arbeit beim Automobilzulieferer Webasto mit Sitz in Stockdorf wird das Thema derzeit immer wichtiger. „Man bekommt ein gutes Gefühl dafür, wo die Reise hingeht“, fasst Öhlschläger seine Erkenntnisse zusammen.
Die Begegnung mit Sami Haddadin, der an diesem Tag den Keynote-Vortrag hielt, lag ihm allerdings besonders am Herzen. Als er seine Masterarbeit zum Thema MRK schrieb, hat er die Dissertation von ihm gelesen. Heute ist er ein großer Fan des Robotik-Pioniers, der Direktor am Institut für Regelungstechnik an der Leibniz-Universität in Hannover ist. Und in der Community ist Sami Haddadin der Star schlechthin.
Aber da ist Öhlschläger nicht der einzige, den Sami Haddadin in seinen Bann gezogen hat. Der sympathische Professor, der im letzten Jahr den Deutschen Zukunftspreis von Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier überreicht bekam, gehört zu den wenigen Forschern, die trotz aller Wissenschaft und Technik die Bodenhaftung nicht verloren haben und auch komplexe Technik gut rüberbringen können. Seine These lautet: Die Roboter werden schon bald wesentlich mehr Intelligenz besitzen und viel mehr mit uns Menschen interagieren, als wir uns das heute denken – trotz aller Fortschritte, die diese Technik schon hinter sich hat.
Dabei hat die Reise nach Ansicht von Haddadin erst begonnen: „Die nächsten zehn bis zwanzig Jahre werden die spannendsten und wichtigsten, die wir in den letzten Jahrhunderten erlebt haben“, ist er sich sicher, „denn wir befinden uns derzeit in einer Transformation hin zu einer Gesellschaft, in der Mensch und Maschine eng zusammenrücken.“ Allerdings dürfe man dabei einen Punkt nie aus dem Auge verlieren: Der Roboter ist ein Werkzeug, das dem Menschen dienen und ihm schwere Arbeit abnehmen soll.
Als die ersten Roboter in den siebziger Jahren bei den großen Autobauern installiert wurden, stiegen Mitarbeiter nachts in die Fabrik ein und kappten die Versorgungskabel der stählernen Konkurrenz. Die Werker hatten Angst, dass mit den neuen Maschinen ihre Jobs wegrationalisiert werden. Später haben die Arbeiter erkannt, dass es besser ist, wenn eine Maschine die schweren Schweißzangen herumwirbelt. Der Mensch kann für Dinge eingesetzt werden, die nicht so sehr auf die Knochen gehen. Das Schweißen ist bis heute ein Haupteinsatzgebiet des klassischen Industrieroboters. Die starren und schweren Maschinen sind nicht für die Zusammenarbeit mit dem Menschen entwickelt worden, denn sie sind sehr starke und potenziell gefährliche Maschinen.
Die Roboter der nächsten Generation wurden von Anfang an für die Zusammenarbeit mit dem Werker entworfen und sind ungleich sicherer. „Die Modelle sind leicht gebaut, können fühlen und sind nachgiebig gegenüber ihrer Umgebung“, sagt Haddadin. „Der entscheidende Unterschied zwischen den großen Robotern in ihren Käfigen und den kollaborativen Modellen ist der Tastsinn.“ Erst damit können die Maschinen sicher und feinfühlig mit der Welt interagieren. Das ist auch der Grund, warum es für die klassischen Montageaufgaben wie Schrauben, Stecken und Fügen keine sinnvolle Automatisierungslösung gab. „Natürlich gibt es große Automaten für 200 000 Euro, die solche Arbeiten übernehmen können, aber die sind für den Mittelstand kaum erschwinglich“, so Haddadin.
In der Folge wurden diese manuellen Tätigkeiten nach Fernost verlagert, was Europa die komplette Elektronikindustrie gekostet hat. Natürlich kann man alles mit einem hohen Aufwand automatisieren, aber was wir nach Ansicht von Haddadin brauchen, ist ein flexibles Werkzeug, das unterschiedliche Aufgaben übernehmen kann. Das sei die Kunst, um die sich schon immer alles gedreht hat. „Wir als Community wollten noch nie Roboter ohne Tastsinn entwickeln, unser Ziel waren stets feinfühlige und interaktive Modelle“, fasst der Robotik-Pionier zusammen. „Aber es war schlichtweg technisch unmöglich, wir hatten einfach keine Lösung.“
Jetzt allerdings kündigen sich die ersten Systeme an. Die Roboter der neuen Generation bestehen aus ultraleichten Komponenten und besitzen Sensoren in allen Gelenken. Dadurch wird eine nachgiebige Regelung und somit ein nachgiebiges Verhalten der Maschine möglich, die so genannte Soft-Robotik. Den Grad der Nachgiebigkeit kann der Nutzer einstellen. In der Anwendung können die Roboter versteifen oder entspannen. Man hat also so etwas wie künstliche Muskeln in der Software. Und die Bewegungen führt die Maschine so aus, wie es ein Mensch tun würde. Dadurch lassen sich seine Bahnen besser einschätzen.
Bei der Zusammenarbeit mit dem Menschen spielt die Sicherheit eine entscheidende Rolle. Der Werker dürfe unter keinen Umständen auch nur einen Kratzer davontragen. Viele hielten das für ausgeschlossen. Es gab wissenschaftliche Publikationen mit der eindringlichen Warnung, dass es ohne Schutzzaun zu einer tödlichen Begegnung zwischen Mensch und Roboter kommen wird. Aber diese Horrorgeschichten nimmt heute keiner mehr ernst. „Wir haben inzwischen gezeigt, dass Mensch und Roboter zusammen arbeiten können und wir haben die Chance, Mensch und Roboter zu einem Team werden zu lassen“, sagt Haddadin.
Hier hat sich in den letzten Jahren viel getan. Noch vor zwölf Jahren war MRK ein Faible von einigen wenigen Forschern auf der Welt und heute treibt das Thema die Hannover Messe. Und es ist originär eine deutsche Technologie. Sami Haddadin hat in seiner Diplomarbeit grundlegende Methoden für die Kollisionsdetektion- und -reaktion bei Robotern entwickelt. Davon seien heute alle Roboterhersteller mehr oder weniger beeinflusst. Inzwischen können Roboter feinfühlig und extrem schnell innerhalb einer Millisekunde auf Kollisionen reagieren. „Das ist sechzig Mal schneller als der Mensch“, verdeutlicht Haddadin. Die Koexistenz von Mensch und Maschine heißt aber nicht, dass der Roboter plötzlich Montageaufgaben übernehmen kann. „Nur weil ich den Schutzzaun wegnehmen darf, kann der Roboter nicht automatisch fügen, stecken und schrauben“, sagt der Roboter-Pionier. Das Thema liege nochmal ein paar Ebenen über der Koexistenz und Kollaboration.
Sami Haddadin hat eine Vision. Ihm geht es um die Demokratisierung der Roboterwelt, er will den Roboter für jedermann bauen. Heraus gekommen ist dabei ein Modell, das von dem Unternehmen Franka Emika in Durach bei Kempten hergestellt und seit August 2017 an Anwender aus Forschung und Industrie ausgeliefert wird. Die Technik wurde vollständig in Deutschland entwickelt, alle Produkte werden hier zu Lande produziert. Auf der Hannover Messe im letzten Jahr stellte das Start-up den ersten Roboter nach dem neuen Konzept vor.
Am Standort im Allgäu sind rund 40 Mitarbeiter in der Fertigung beschäftigt. Das Forschungs- und Entwicklungszentrum in München bietet etwa 80 Arbeitsplätze. Das Potenzial ist riesig: Rund 25 Millionen lernfähige und kooperative maschinelle Assistenten könnten künftig weltweit im Einsatz sein. Das junge Unternehmen will sich davon langfristig einen Marktanteil von 10 bis 20 % sichern. In der Grundausstattung soll der interaktionsfähige, sensitive Roboter 10 000 Euro kosten. Eine ausgeklügelte Regelungstechnik bildet das zentrale Nervensystem des Modells, das ihn fit macht für typische Montageaufgaben. Dabei spielt die künstliche Intelligenz, kurz KI, eine wichtige Rolle. Das Motto von Haddadin lautet: Weg von der so genannten körperlosen KI, wie sie der Software-Entwickler sieht und hin zur verkörperten, maschinellen Intelligenz, die auch in der realen Welt funktioniert. Nur so ließen sich Fügeprobleme mit einer Genauigkeit unter 0,1 mm lösen. Und zwar nur mit dem Tastsinn ohne visuelle Unterstützung.
In seinem Vortrag zeigte Haddadin, wie der Roboter stellvertretend für eine anspruchsvolle Fügeaufgabe einen Stopfen setzt. Das Modell braucht mehrere Anläufe und nach rund 30 Versuchen hat die Maschine das Problem gelöst. Bei einem neuen Stopfen, der eine ganz andere Form hat, ist der Roboter schon nach 12 Iterationen fertig. Er hat das Wissen, das er sich bei der ersten Aufgabe erworben hat, sozusagen mitgenommen und profitiert jetzt davon. „Das ist das erste Mal, dass verkörperte Intelligenz echtes Wissen erzeugt“, betont der Robotik-Pionier. Kinder lösen so eine Aufgabe mit drei oder vier Jahren. Und genau das müsse man nach Ansicht von Haddadin bei Montageaufgaben immer im Hinterkopf behalten: „Wenn Menschen diese vermeintlich leichten Handgriffe souverän erledigen, dann steckt immer ein jahrelanger Lernprozess dahinter.“
Alle Vorträge auf einen Blick
Keynote – Sami Haddadin
Stand der Technik und Trends bei der Mensch-Roboter-Kollaboration
Flexstructures GmbH
Optimierung der Roboterpfade zur Leistungsverbesserung von Produktionslinien
Universal Robots
Mit der Entwicklungsplattform UR+ lassen sich kollaborierende Roboter aufrüsten
Pilz GmbH & Co. KG
Sichere Mensch-Roboter-Kollaboration mit Fokus auf die Validierung
Mayser GmbH & Co. KG
Ultraschall schützt den Werker vor dem Schwert am Roboter
Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics
Intelligente Mensch-Roboter-Kollaboration und Industrie 4.0
Piab Vakuum GmbH
Das Werkzeug am Ende des Roboterarms ist entscheidend Sicherheit, Effizienz und Akzeptanz der Anwendung
Schunk GmbH & Co. KG
Sichere Greifer unterstützen die Mensch-Roboter-Kollaboration in der Produktion
Sick AG
Sichere und produktive Lösungen für die Überwachung von Abstand und Geschwindigkeit in Robotik-Anwendungen
„Hier werden gute Ansätze gezeigt“
Welche Rolle spielt die Robotik in Ihrem Unternehmen?
Wir sind ein Komponentenhersteller und beschäftigen uns mit Sensorik, Steuerungstechnik und Software. Wir liefern Maschinen und Anlagen für die Linien- und Inselfertigung. Da wird die Robotik für uns natürlich immer wichtiger.
Wie sind Sie auf den Robotics Kongress gestoßen?
Den Termin habe ich von meinem Chef geerbt. Ich war schon gestern bei der Abendveranstaltung dabei, habe Networking gemacht und heute auch wieder. Das läuft alles ganz gut.
Was haben Sie sich im Vorfeld von dem Kongress versprochen?
Für uns war es wichtig, mal wieder ein Update zu bekommen. Welche Robotik-Lösungen werden heute angeboten und was hat der Anwender davon? Der wurde doch in der Vergangenheit oft mit den verschiedenen Systemen und Steuerungen allein gelassen. Hier auf dem Kongress werden gute Ansätze gezeigt, wie Softwaresysteme und Apps den Nutzer in Zukunft unterstützen können.
Haben sich Ihre Erwartungen erfüllt?
Ja. Die Referenten treten kompetent auf und bringen die Themen so rüber, dass man als Teilnehmer was davon hat. Das ist hier alles sehr praxisorientiert, nicht so abgehoben wie auf anderen Veranstaltungen. Ich habe im Moment keine direkten Vergleichsmöglichkeiten, aber aus meiner Sicht ist die Veranstaltung in Ordnung.
Klaus-Peter Prause ist Branchenmanager bei ifm electronic in Essen.„Man bekommt ein Gefühl dafür, wo die Reise hingeht.“
Welche Rolle spielt die Robotik in Ihrem Unternehmen?
Webasto ist bei Endkunden vor allem bekannt für seine Standheizungen. Unser größter Geschäftsbereich entwickelt und produziert allerdings Schiebe- und Panoramadächer für die Automobilindustrie. Außerdem bieten wir Batteriesysteme und Ladelösungen für Elektrofahrzeuge an. In diesem Umfeld beschäftigten wir uns natürlich mit den Einsatzmöglichkeiten von moderner Robotertechnik.
Wie sind Sie auf den Robotics Kongress gestoßen ?
Ich habe nach Messen und Kongressen geschaut zum Thema Automatisierung und Robotik, die in diesem Jahr stattfinden. Über Xing wurde ich auf diese Veranstaltung aufmerksam.
Was haben Sie sich im Vorfeld von dem Kongress versprochen?
Ich war auf der Suche nach Anregungen für meine Arbeit. Hinzu kommt, dass mich die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter schon immer fasziniert hat. Während meiner Masterarbeit zum Thema Mensch-Roboter-Kollaboration habe ich die Dissertation von Professor Haddadin gelesen. Ihn wollte ich unbedingt einmal live erleben.
Haben sich Ihre Erwartungen erfüllt?
Man bekommt hier ein Gefühl dafür, wo die Reise hingeht und was heute bereits möglich ist. Aber auch einen Einblick in Themen, die man über die Technik hinaus im Blick haben sollte. Gut finde ich, dass hier einige Firmen live zeigen, was im Vortrag vorgestellt wurde.
Malte Öhlschläger ist Mitarbeiter bei Webasto in Stockdorf„Für mich war das Thema Sicherheit wichtig“
Welche Rolle spielt die Robotik in Ihrem Unternehmen?
Wir beschäftigen uns als Komponenten- und Systemzulieferer immer mehr mit dem Thema Robotik. Meine Aufgabe dabei ist die Erschließung von neuen Geschäftsfeldern. Wir wollen in Zukunft Motoren, also unser Kerngeschäft, mit Elektronik kombinieren. Diese Subsysteme sollen dann in Robotik-Anwendungen eingesetzt werden.
Wie sind Sie auf den Robotics Kongress gestoßen?
Über die Google-Suche.
Was haben Sie sich im Vorfeld von dem Kongress versprochen?
Ich habe mir die Agenda durchgelesen und da hat mich vor allem der Vortrag von Sami Haddadin angesprochen. Aber auch die Podiumsdiskussion ist für mich sehr wertvoll, denn das Thema Sicherheit betrifft uns als Zulieferer natürlich auch. Und diese Zertifizierungen sind nicht einfach durchzuführen.
Haben sich Ihre Erwartungen erfüllt?
Es ist mein erster Besuch und von daher ist natürlich alles sehr spannend. Die Vorträge fand ich interessant, allerdings werden mit den Themen mehr die Endanwender angesprochen und weniger die Zulieferindustrie, was für mich persönlich interessanter wäre. Aber man kann es nicht allen gleichermaßen recht machen, das ist klar.
Roman Berger ist zuständig für die Erschließung neuer Geschäftsfelder bei Maxon Motor im schweizerischen Sachseln.„Wir wollen Cobots in der eigenen Fertigung einsetzen“
Welche Rolle spielt die Robotik in Ihrem Unternehmen?
Wir stellen Leiterplatten her, die in einem Gesamtkonzept wie zum Beispiel Displayeinheiten zum Einsatz kommen. Wir beliefern die Automobilindustrie und Hersteller von Landmaschinen. Außerdem beschäftigen wir uns mit der Solarmodul-Fertigung, wo die Robotik eine wichtige Rolle spielt. Generell wollen wir in der eigenen Fertigung verstärkt Cobots einsetzen, um dem Werker die Arbeit zu erleichtern.
Wie sind Sie auf den Robotics Kongress gestoßen?
Über die Deutsche Messe. Wir stellen regelmäßig auf der Hannover Messe aus. Ich bin in der Firma verantwortlich für die Robotik und schaue natürlich, wann welche Events zu dem Thema stattfinden. Wo kann ich entsprechendes Wissen abgreifen, mit wem kann man zusammenarbeiten? Da war dieser Kongress genau das richtige.
Was haben Sie sich im Vorfeld von dem Kongress versprochen?
Dass ich hier die richtigen Ansprechpartner finde für den Einsatz von Cobots bei uns in der Fertigung. Man kann das ja nicht alles alleine stemmen. In der Regel gibt es bereits vorkonfektionierte Lösungen, auf die man aufbauen kann.
Haben sich Ihre Erwartungen erfüllt?
Es waren anregende Vorträge dabei. Ich habe auch schon Visitenkarten getauscht mit potenziellen Partnern. Alles in allem hat der Kongress mein Bewusstsein für die Thematik erweitert. Die Themen sind für uns absolut praxisrelevant, denn wir wollen in Zukunft definitiv mit Cobots arbeiten. Deswegen bin ich hier.
„Die Redner sind gut, das Publikum passt“
Welche Rolle spielt die Robotik in Ihrem Unternehmen?
Die Technik wird für uns immer wichtiger, denn unsere eigenen Produkte sind mit Robotern bestückt. Auf diesem Gebiet arbeiten wir auch mit verschiedenen Forschungspartnern zusammen. Wir wollen Roboter verstärkt in der Produktion einzusetzen.
Wie sind Sie auf den Robotics Kongress gestoßen?
Ganz klassisch über eine Printausgabe des Industrieanzeigers. Das Heft bekommen wir regelmäßig.
Was haben Sie sich im Vorfeld von dem Kongress versprochen?
Mich haben die Vortragsthemen angesprochen, vor allem der Beitrag von Sami Haddadin. Der ist ja eine Koryphäe in diesem Bereich und ich war gespannt, wie er die Zukunft der Robotik sieht. Speziell für uns waren auch die Themen von Pilz und Stäubli relevant, sprich die Sicherheitstechnik.
Haben sich Ihre Erwartungen erfüllt?
Ich habe jede Menge praktische Hinweise bekommen, die ich im beruflichen Alltag verwenden kann. Das sind Denkanstöße und Lösungsansätze für Themen, die bei uns im Unternehmen gerade aktuell sind. Die Redner sind gut, das Publikum passt und die Umgebung ist wie gemacht. Ein perfektes Paket.
Thomas Köhler ist Konstrukteur bei Hefter Maschinenbau in Prien am Chiemsee.
