Vertrauenerweckend Mensch und Roboter erschaffen nachhaltige Bauwerke

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Wenn Menschen und Roboter miteinander arbeiten sollen, kommt es nicht nur auf Technik an, sondern vor allem auf Verständnis, Vertrauen und Vorhersagbarkeit, wie Forscher der HS Bochum informieren ...

Wie die sichere Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter aussehen kann, untersucht ein Forschungsteam der HS Bochum mit dem neuen Großgerät „CoBotCraftLab“. Das geschehe in enger interdisziplinärer Kooperation der Fachbereiche Architektur und Mechatronik nebst Maschinenbau. Im Mittelpunkt stehen dabei grundlegende Fragen der Mensch-Roboter-Kollaboration im Bereich Bauwesen. Die Themen erstrecken sich demnach von gut lesbaren Bewegungen über Sicherheitsaspekte bis hin zur Fertigung von ganzen Wandbauteilen im 1:1 Maßstab. Ermöglicht wird das Forschungsprojekt durch eine Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit rund 900.000 Euro, wie die Bochumer anmerken. Das Herz des Großgeräts ist eine rund sieben Meter lange und drei Meter breite, mobile Fertigungszelle. In dieser agieren sechs kollaborative Roboter (Cobots) gemeinsam mit Menschen. Anders als klassische Industrieroboter sind Cobots für die direkte Interaktion ausgelegt. Ziel des Projekts ist es unter anderem zu untersuchen, wie sich Roboter bewegen müssen, damit Menschen ihre Absichten intuitiv erkennen können.

Der Mensch muss erkennen, was der Roboter als nächstes tut

Untersuchen wollen die Experten das, indem sie Cobots und Menschen beispielsweise einen Pavillon aus Holz bauen lassen. Dieser soll mit traditionellen Fügetechniken (Schwalbenschwanzverbindungen) gefertigt werden – also ohne Schrauben, Klebstoffe oder andere zusätzliche Verbindungselemente. Das erleichtere nicht nur die Montage in der Fertigungszelle, sondern auch die spätere Demontage und sortenreine Trennung der Baumaterialien. Das automatisierte Bauen mit Robotern sei ein Feld, auf dem noch viele grundlegende Fragen offen seien, weshalb es für das Projekt ausgesucht wurde. Dabei gelte das Hauptinteresse dem Aspekt, wie ein kollaboratives System gestaltet sein müsse, damit Menschen jederzeit verstehen, was der Roboter vorhabe. Und speziell weil in der oben erwähnten Anlage gleich mehrere Cobots agieren, entstehen komplexe Bewegungsabläufe, die für den Menschen gut lesbar und sicher sein müssen, damit nichts passieren kann. Aus architektonischer Perspektive steht außer der Mensch-Maschine-Interaktion auch die Frage nach zukünftigen Bauprozessen im Mittelpunkt, wie es weiter heißt.

Fast nichts geht ohne interdisziplinäre Zusammenarbeit

Denn angesichts des Fachkräftemangels im Bauwesen eröffnen automatisierte und zugleich handwerksnahe Fertigungsmethoden neue Möglichkeiten und Ausgleich. Für Architekten sei es nicht zuletzt auch spannend, Automatisierung nicht als Gegensatz zum Handwerk zu begreifen, sondern als dessen Erweiterung. Mit dem „CoBotCraftLab“ kann aber nun erforscht werden, wie sich handwerkliche Erfahrung und robotische Präzision verbinden lassen, so Bauweisen zu generieren, die Gebäude nachhaltig und rückbaubar werden lassen. Ein besonderes Merkmal des Projekts ist auch noch die enge interdisziplinäre Zusammenarbeit. Architektur und Ingenieurwissenschaften entwickeln gemeinsam neue Prozesse, Werkzeuge und Begriffe, um die Kollaboration zwischen Mensch und Maschine zu beschreiben und zu gestalten. So müsse auch eine gemeinsame Sprache gefunden und geklärt werden, wie mit Robotern etwa entworfen werden kann und warum gute Gestaltung dabei eine zentrale Rolle spielt. Das Labor helfe dabei, unterschiedliche Denkweisen im Prozess der Mensch-Maschine-Kollaboration zu reflektieren und weiterzuentwickeln.

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