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tec.News 24: Kurz & Knapp
Mensch und Maschine
Hand in Hand
Perspektiven der Mensch-Roboter Kollaboration
Im ersten Feldversuch seiner Art mit flexibel anpassbaren
Robotern konnten Forscher der Universität Bielefeld die
Effektivität der Zusammenarbeit von Mensch und Maschine
durch eine neuartige Interaktionsmethode signifikant verbessern.
» Dr.-Ing. Sebastian Wrede, Leiter Cognitive Systems Engineering,
CoR-Lab & CITEC, Universität Bielefeld
» Dr.-Ing. Agnes Swadzba, PostDoc & akademische Rätin in der Arbeitsgruppe
Angewandte Informatik, Universität Bielefeld
Technologiedemonstrator OmniRob des
Unternehmens KUKA, der in der Forschung
und Vorentwicklung eingesetzt wird
Nachgiebige Roboterplattformen erlauben
den sicheren unterstützenden Einsatz
in der unmittelbaren Umgebung
des Menschen. Damit werden neuartige
Anwendungsszenarien ermöglicht wie
zum Beispiel die Unterstützung von
Mitarbeitern bei Montageprozessen. Voraussetzung
ist die schnelle Anpassung
der Roboterplattformen an neue Umgebungen
und Arbeitsabläufe durch die
Mitarbeiter vor Ort.
Ergebnisse der Studie
Die Bielefelder Forscher untersuchten
in einer Pilotstudie bei HARTING, wie
sich redundante Roboter intuitiv anpassen
lassen. Hierbei handelt es sich
um Roboter, die mehr als die minimal
benötigten Freiheitsgrade besitzen, das
heißt sie können auf beliebig vielen ver-
schiedenen Wegen von einem Punkt
zum anderen gelangen. Das entwickelte
Interaktionskonzept besteht hier aus
zwei Teilschritten. Der Nutzer modelliert
zuerst durch physische Interaktion die
Umgebung im Robotiksystem. Danach
können durch den Nutzer spezifische
Neuartige nachgiebige Roboterplattformen erlauben
den sicheren Einsatz im Sinne einer „dritten Hand“ in
der unmittelbaren Umgebung des Menschen.
Aufgaben durch Führen des Endeffektors
programmiert werden, wobei der
Mitarbeiter aktiv durch das System unterstützt
wird. Die Ergebnisse der Studie
zeigen, dass die Mitarbeiter Teach-In
Aufgaben durch die Unterstützung im
zweiten Schritt schneller und präziser
ausführen können. Die generierten Bewegungen
sind glatter und Kollisionen
mit der Umgebung werden vermieden.
So ist die schnelle Anpassung eines redundanten
Roboterarms durch den Mitarbeiter
im Arbeitsprozess möglich.
Perspektiven
Zukünftige Entwicklungen werden insbesondere
die schrittweise Anpassung
erlernter Aufgaben sowie ein intuitiveres
Verständnis des Zustands des Roboters
durch den menschlichen Interaktionspartner
umfassen. Die entwickelten
Methoden werden dabei auch auf einer
neuartigen mobilen Roboterplattform
zum Einsatz kommen, die die proaktive
Assistenz in Montageszenarien anbieten.
Durch die schnelle Anpassung werden
auch unter Effizienzgesichtspunkten Prozesse
mit kleinen Losgrößen attraktiv.
Literatur
Weitere Informationen: Wrede
et al. (2013): A User Study on
Kinesthetic Teaching of Redundant
Robots in Task and Configuration
Space. In: Journal of
Human-Robot Interaction
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