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Mensch-Maschine-Interaktion: Technologietransfer für KMU

Intelligente Maschinen verstehen den Menschen

| Redakteur: Ines Stotz

Die steigende Komplexität von Produkten und Produktionsverfahren stellt hohe Anforderungen an eine intuitive Bedienung. In der Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) stecken enorme Potenziale, um die Benutzerfreundlichkeit, Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit von Maschinen, Anlagen und Geräten zu steigern. Im Spitzencluster it´s OWL werden dazu neue Technologien entwickelt und in die Anwendung gebracht.

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Detailansicht zum virtuellen Prototypen der Fertigungsstraße für Backwaren bei WP Kemper: Hier wird deutlich, wie auf Grundlage von CAD-Daten einzelne kinematische Funktionen bis hin zu komplexen Fertigungsabläufen umgesetzt werden.
Detailansicht zum virtuellen Prototypen der Fertigungsstraße für Backwaren bei WP Kemper: Hier wird deutlich, wie auf Grundlage von CAD-Daten einzelne kinematische Funktionen bis hin zu komplexen Fertigungsabläufen umgesetzt werden.
(Bild: Heinz Nixdorf Institut)

Die zunehmende Durchdringung von Produkten und Produktionsverfahren mit Informations- und Kommunikationstechnik stellt neue Anforderungen an die Entwicklung und fordert neue Wege der Interaktion der Bediener mit den Maschinen und Anlagen. Der rasante Ausbau moderner Interaktionstechnologie eröffnet neue Möglichkeiten bei der Gestaltung der Mensch-Maschine-Interaktion.

Neben klassischen zeichenorientierten und grafischen Schnittstellen haben sich verschiedene fortgeschrittene Interaktionsformen etabliert, die von sprachbasiert über haptisch bis hin zu wahrnehmungsgesteuert (z.B. multimodal) reichen. So ist etwa eine robuste 3D-Erkennung von Personen durch eine aus dem Entertainment stammende Technologie in kurzer Zeit und zu geringen Kosten verfügbar geworden. Ähnliche Technologiesprünge sind in anderen Bereichen zu erwarten, wie in der Taktilsensorik oder der gefügigen Robotertechnologie.

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Intuitive Bedienschnittstellen für die Industrie

Das DFG-Exzellencluster „Kognitive Interaktionstechnologien“ (CITEC) und das „Forschungsinstitut für Kognition und Robotik“ (CoR-Lab) der Universität Bielefeld sind international führend in der Forschung auf diesem Gebiet. Im Spitzencluster it´s OWL – Intelligente Technische Systeme Ost-Westfalen-Lippe – entwickeln sie gemeinsam mit dem Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn innovative Methoden und Verfahren für intuitive Bedienschnittstellen von Produkten und Produktionssystemen. Forschungsergebnisse werden für die industrielle Anwendung nutzbar gemacht, zum Beispiel bei der Gestensteuerung, Taktilsensorik, Blickverfolgung, virtuellen Realität und interaktiven Robotik. Darüber hinaus werden Richtlinien und Evaluationsmethoden für die Anwendung der Methoden und Verfahren erarbeitet, etwa im Hinblick auf Ergonomie, Verhaltensmessung und kognitive Belastung des Benutzers.

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Virtuelle Design Reviews im Maschinenbau

Ein Beispiel ist der Einsatz von intuitiven Interaktionstechniken in virtuellen Design Reviews. Diese erlauben es, das entstehende Produkt im Entwicklungsprozess zu begutachten, kooperativ Design-Entscheidungen zu treffen und Fehler zu identifizieren. Bei der Entwicklung intelligenter technischer Systeme gewinnt die Analyse des Verhaltens zunehmend an Bedeutung – die klassische Virtual-Reality-Darstellung der statischen CAD-Daten reicht hier nicht mehr aus. Aus diesem Grund werden Methoden entwickelt und bereitgestellt, die es dem Entwickler ermöglichen, durch direkte Interaktion mit dem virtuellen Prototyp das Verhalten des Systems (z.B. Bewegungsabläufe) zu beschreiben.

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