Mensch-Roboter-Interaktion

Schwerlastrobotik: Wie die Interaktion mit Menschen gelingen soll

Noch stoppen Schwerlastroboter zu schnell, wenn sie ohne Schutzzaun mit Menschen arbeiten. Das wollen Forscher vom Fraunhofer IWU via Gestensteuerung nun ändern. Die Algorithmen dazu sind schon da.

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Aus der Forschung in die Fabrik: Die Algorithmen für die Zusammenarbeit von Schwerlastroboter und Mensch sind da. 

Schwerlastroboter sind zwar mittlerweile ohne Schutzzaun neben ihren menschlichen Kollegen tätig, eine direkte Interaktion ist allerdings nicht möglich, heißt es bei den Forschern vom Fraunhofer IWU. Aus Sicherheitsgründen stoppt der Roboter bisher seine Bewegung, sobald der Mensch einen großräumigen Sicherheitsbereich um ihn herum betritt. Eine neuartige Technologie aus dem Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU steigert nun die Effizienz dieser Zusammenarbeit – und damit der gesamten Fertigung.

Über Hand- und Armgesten Arbeitsaufträge geben

„Wir haben die bisher eingesetzte Technologie um eine effektive, sichere und flexible Interaktion ergänzt“, sagt Mohamad Bdiwi, Abteilungsleiter am Fraunhofer IWU. „Der Mensch kann also erstmalig direkt mit Schwerlastrobotern kommunizieren und kooperieren.“ In der Produktion sieht diese Kooperation so aus: Betritt der Mensch den Arbeitsbereich rund um den Roboter, erkennt dieser dessen Gesten, Gesicht und Körperhaltung. Die Daten nutzt er zum einen, um die Zusammenarbeit sicher zu gestalten, zum anderen zur Steuerung. So kann der Mensch seinem metallenen Kollegen beispielsweise über Hand- und Armgesten Arbeitsaufträge geben – der Roboter analysiert dabei selbst komplexe Bewegungen. „Unsere Technologie holt die Gestensteuerung in den Industriebereich. Denn bisher findet sie primär in Spielumgebungen Anwendung, etwa bei Konsolen“, ergänzt Bdiwi.

Roboter behält Gesicht im Blick

Neben den Händen des Menschen behält der Roboter auch dessen Gesicht „im Blick“: Schaut der Mensch zur Seite oder nach hinten, weil er sich etwa mit einem dort stehenden Kollegen unterhält, weiß die Maschine, dass die Armbewegungen nicht ihr gelten. Mensch und Roboter können direkt zusammen arbeiten und sich auch Werkstücke oder Werkzeuge überreichen.Ist die Hand des Werkers zu nah an seinem Gesicht, so dass eine Übergabe Gefahren bergen würde, erkennt der Roboter dies und wartet ab, bis der Werker oder die Werkerin ihm seine Hand weit genug entgegenstrecken. Herzstück dieser Mensch-Roboter-Interaktion sind intelligente Algorithmen und 3D-Kameras, die dem Roboter als "Auge" dienen. Die Algorithmen stehen bereit, versichern die Forscher. 

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