Roboter sollen mit Menschen zusammenarbeiten

Roboter, Robot, Elektroschrott, Gelb, Elektronikschrott Bildquelle: Fotopedia
Informatiker der Universität Würzburg arbeiten im Rahmen eines bayernweiten Forschungsprojekts an der Entwicklung von Software für Roboter, die Menschen direkt bei der Arbeit unterstützen können. Ziel ist eine direkte Interaktion bei der jeweiligen Tätigkeit.
"Bisher arbeiten die meisten Roboter in der Industrie autonom", sagt Florian Leutert, Doktorand am Lehrstuhl für Robotik und Telematik der Universität Würzburg. Die Maschinen seien darauf programmiert, einen bestimmten Arbeitsschritt in unendlicher Wiederholung zu erledigen. Damit ihnen dabei keine Menschen in die Quere kommen können, werkeln sie hinter hohen Zäunen in abgesperrten Bereichen.

"Unser Ziel ist es, dass Menschen und Roboter im gleichen Arbeitsraum zusammen arbeiten; dass die Maschine den Arbeiter vor Ort unterstützt", so Leutert. In seinem konkreten Projekt sollen Menschen mit einer Behinderung, die in der Werkstatt der Diakonie in Polsingen beschäftigt sind, von der Roboterunterstützung profitieren.

Einer ihrer Jobs ist es dort, vorgefertigte Holzteile zu einer Palette zusammenzulegen, mit einem Druckluftnagler zu verbinden und dann beiseite zu räumen. Eine Aufgabe, die für Menschen im Rollstuhl oder mit nur einem Arm ohne Hilfe nicht zu bewältigen ist. Der Roboter soll ihnen in Zukunft diese Hilfe bieten. Dafür müssen Robotik-Systeme aber viel einfacher zu verstehen und mit Aufgaben zu versehen sein.

"Die Daten der üblichen Steuergeräte von Robotern kann kein Mensch einfach mal eben lesen und verstehen", erklärte Leutert. Er arbeitet deshalb an einer Benutzeroberfläche, die den Arbeitsschritt auf verständliche Art und Weise darstellt. Das könnte beispielsweise so aussehen: Eine Kamera überträgt das Bild von dem Raum, in dem der Roboter steht, auf einen Bildschirm am Arbeitsplatz des Bedieners. Gleichzeitig fügt die Software ein identisches gezeichnetes Bild des Roboters dazu.

Auf einen Tastendruck hin setzt sich dieser virtuelle Roboterarm in Bewegung; der Arbeiter kann am Monitor kontrollieren, welche Bahn er nehmen wird und ob ihm dabei möglicherweise Gegenstände oder Personen im Weg sind. Erst wenn die Kontrolle am Bildschirm ergeben hat, dass keine Hindernisse existieren, bekommt der reale Roboter den Befehl, loszulegen.

Augmented Reality-Anwendungen sollen hier also einem neuen Aufgabengebiet zugeführt werden. "Das Ziel ist dabei, Maschinendaten und Abläufe auf eine verständliche Art und Weise sichtbar zu machen, damit die Menschen Vertrauen zum Roboter aufbauen können", so Leutert. Dabei muss nicht immer ein Monitor oder eine Spezialbrille zum Einsatz kommen, auf denen die virtuellen Abläufe gespiegelt werden. Leutert entwickelt beispielsweise auch eine Version, bei der ein Beamer zum Einsatz kommt.

Die Forschungsergebnisse des Projektes sollen Grundlagentechniken darstellen, die auch auf andere Bereiche übertragbar sind. So könnten die Roboter nicht nur Menschen mit Behinderungen unterstützen. Denkbar sei auch ein Einsatz in der Medizin beziehungsweise Rehabilitation, wenn Patienten definierte Bewegungen unter genau vorgeschriebenem Krafteinsatz absolvieren sollen.

Oder natürlich in der Industrie. "Überall, wo es darum geht, schwere Teile zu heben und zu bearbeiten oder an schwer erreichbaren Orten zu montieren, könnten solche Roboter die Arbeiter wirkungsvoll unterstützen", sagte Leutert. Roboter, Robot, Gelb Roboter, Robot, Gelb Fotopedia
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