Robotertechnik

Intuitive Roboterprogrammierung mit mobilen Endgeräten

| Autor / Redakteur: Jens Lambrecht und Jörg Krüger / David Franz

Bild 1: Mobile Visualisierung und Simulation des Roboterprogramms in realer Umgebung.
Bild 1: Mobile Visualisierung und Simulation des Roboterprogramms in realer Umgebung. (Bild: IWF)

Durch die Nutzung natürlicher Kommunikation wie Sprache und Gesten wird die Roboterprogrammierung interaktiv. Roboterprogramme lassen sich nicht nur durch Vormachen im dreidimensionalen Raum einfach und schnell definieren, auch die Simulation wird mobil.

Neben Kosten- und Zeitdruck stellen auch der demografische Wandel und der Fachkräftemangel zunehmende Herausforderungen an die Planung, Programmierung und Instandhaltung von Produktionssystemen in vielen westlichen Industrienationen. Intelligente Assistenzsysteme versprechen als Antwort eine nachhaltige und effiziente Gestaltung von manuellen Arbeitsabläufen.

Manuelle Online-Programmierung ist ein kritischer Prozess

In der industriellen Robotik ist die manuelle Online-Programmierung ein kritischer Prozess, der sich nicht selten als Flaschenhals erweist. Aufgrund der zeitintensiven und komplexen Programmierprozesse haben vor allem kleine und mittlere Unternehmen (KMU) immer noch Vorbehalte gegenüber Investitionen in Industrieroboter. Bestätigt wird dies auch durch eine kürzlich veröffentlichte Studie im Auftrag der Europäischen Kommission [1].

Sie identifiziert gleichzeitig die Mensch-Roboter-Interaktion als Schlüsseltechnologie mit hohem Potenzial auf Anwendung und fordert die Roboterprogrammierung für jedermann. Für die Forschung und Entwicklung gilt es demgemäß, neue Programmiertechniken, die eine optimierte Kommunikation mit dem technischen System bereitstellen, zu entwickeln.

Natürliche Kommunikation ist einfach, schnell und flexibel

Die Nutzung natürlicher Kommunikationskanäle ermöglicht bei anwendungsgerechter Gestaltung eine effiziente und ergonomische Art der Mensch-Maschine-Interaktion (MMI). Vorbild ist die natürliche Mensch-Mensch-Kommunikation, die zum größten Teil über Sprache (auditiv) und Gesten (visuell) stattfindet.

Ziel der Nutzung von natürlichen Kommunikationskanälen ist außer der Erhöhung der Akzeptanz des technischen Systems auch eine allgemeine Verkürzung von Anlernzeiten und Bedienzyklen. Typisch für natürliche MMI ist Multimodalität, das heißt die Nutzung mehrerer Kommunikationskanäle gleichzeitig oder nacheinander.

Multimodale Steuerungssysteme verwenden typischerweise Finger-, Hand- oder Berührungsgesten sowie Sprache. Auch Visualisierungen kommen als eine weitere Form der Interaktion zwischen Mensch und Maschine zum Einsatz: Außer klassischen Displaytechniken lassen sich Methoden der Augmented Reality zur visuellen Darstellung von Informationen in einem Kamerabild nutzen (Bild 1).

Ziel des Projekts „Räumliche Industrieroboterprogrammierung“ am Fachgebiet Industrielle Automatisierungstechnik der TU Berlin ist die Entwicklung von intuitiven Methoden der MMI zum Unterstützen der manuellen Online-Programmierung von Industrierobotern.

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