Autonome Roboter

Mobile Robotersysteme brechen Fertigungszwänge auf

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Der vorausschauende Roboter

In der nächsten Generation soll dieser Prozess intelligenter werden, indem die Planungssoftware die Schritte vorausberechnen wird und die Fahrzeuge bereits so positioniert, dass sie bereitstehen, um einen Job zu beenden. „Dies führt zu einer noch größeren Steigerung der Produktivität und die Betriebszeit des Mobilroboters verlängert sich“, führt Adam fort.

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Beim Stichwort Betriebszeit liegt die Möglichkeit einer Steigerung nicht nur in einer optimierten und vorausschauenden Positionierung, sondern auch im Energiespeicher. „Die größten Herausforderungen bei mobilen Plattformen, die sich eigenständig durch die Produktion bewegen sollen, liegen in der Energieversorgung und der Sicherheit.

Wirklich autonom sind Roboter nur, wenn sie über eine eigene Energieversorgung verfügen und nicht immer wieder zu einer Ladestation zurückkehren müssen. Je nachdem, welche Aufgaben die Maschine erfüllen soll, muss das Energiekonzept daran angepasst werden“, so Pomrehn von Bosch. Daneben benötigen autonome Roboter Navigationssysteme, die flexibel auf temporäre und bewegliche Hindernisse reagieren können – und ein umfassendes Sicherheitskonzept.

Die Frage nach letzterem Stichwort muss als erstes geklärt werden, bevor der autonom navigierende Roboter durch die Fertigung rollt. „Um sicher unter Menschen agieren zu können, muss gewährleistet sein, dass keine ungewollten Kollisionen mit dem Menschen erfolgen. Gleichzeitig muss das Sicherheitskonzept so ausgelegt sein, dass geringe Abstände zum Menschen möglich werden, um einen gemeinsamen Arbeitsraum zu nutzen. Dazu sind einerseits kleine, leichte Systeme nötig, andererseits müssen sie über Mechanismen verfügen, um sich an den Menschen anzupassen, beispielsweise sicher reduzierte Geschwindigkeiten und das Umschalten zwischen Arbeitsräumen“, ergänzt Jacobs vom Fraunhofer-IPA.

Bestehende Normen anpassen

Der Status quo des Sicherheitsaspektes ist akzeptabel. Was also bleibt noch zu tun? „Optimierungsbedarf besteht bei der Anpassung von bestehenden Normen. Für den Einsatz normaler AGV’s existieren diese bereits. Sobald aber ein Roboter auf solch einer Plattform bewegt wird, betreten wir Neuland“, resümiert Buchstab von Kuka.

Weiteren Optimierungsbedarf sieht Reinhard Karger, Sprecher des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI), in der Zusammenarbeit: „Eine wichtige Aufgabe dabei ist, die richtige Organisation der Teamarbeit zwischen Mensch und Roboter zu finden, sodass menschliche und künstliche Intelligenz optimal zusammenwirken. Gegenstände zum richtigen Zeitpunkt anreichen und übergeben können Menschen sehr gut, weil sie gleichzeitig eine holistische Vorstellung der Arbeitsergebnisse haben und sehr gut das Timing der einzelnen Arbeitsschritte und -abläufe kennen. Roboter brauchen eine dynamische Fortschrittsplanung, um im konkreten Einzelfall das richtige Werkzeug zum richtigen Zeitpunkt mit der richtigen Geschwindigkeit und im richtigen Winkel anzureichen.“

Am DFKI arbeiten die Forscher derzeit an der Zukunft von sogenannten Mixed-Reality-Lösungen. Dabei bearbeiten Roboter und Kollegen an unterschiedlichen Orten gemeinsam und flexibel Aufgaben. Mithilfe des Mixed-Reality-Systems ist es möglich, Objekte zum Beispiel über eine Microsoft Holo Lens in einer dreidimensionalen virtuellen Repräsentation des Kollaborationsszenarios in Echtzeit zu manipulieren.

Der Mitarbeiter kann mit dem Roboter interagieren, indem er auf die virtuelle Repräsentation des Zielobjekts schaut und durch eine Geste die gewünschte Aktion auslöst. Das heißt, die Handlung oder Geste eines Menschen an einem realen Standort führt zu einer direkten robotischen Aktion an dem anderen realen Standort.

Damit mobile Roboter untereinander, aber auch mit der Produktion enger zusammenwachsen, bedarf es neben gemeinsamen Standards für Schnittstellen noch weiterer Ansätze. „Wie schnell das geht, hängt aus unserer Sicht von folgenden Komponenten ab: Wahrnehmung der Umgebung, Verarbeitung der Daten, einem Sicherheitssystem und zu einem großen Teil von der Akzeptanz der Mitarbeiter“, weiß Andreas Drost, Geschäftsführer MT Robot.

Daten werden auch dabei eine übergeordnete Rolle spielen, die der Roboter selbst auswerten kann, woraus er lernt und noch selbstständiger wird. „Um diese Individualität realisieren zu können, werden Punkte wie Vernetzung, Big Data und Cloud immer wichtiger. Nur durch eine optimale Vernetzung in Verbindung mit mobilen, sicheren Robotersystemen werden wir zukünftig in der Lage sein, die Vielfalt an Produkten zur richtigen Zeit am richtigen Ort effizient herstellen zu können“, so Buchstab von Kuka.

Dieser Beitrag erschien zuerst auf unserem Partnerportal Maschinenmarkt.de

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