Roboter Neue Plattform für intelligente adaptive Robotik mit KI

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Mit Motoman Next, einem System aus Roboter- und Steuerungs-Hardware sowie -Software, erleichtert Yaskawa den Einstieg in die KI-basierte Robotik: Anwender, Softwareentwickler und Systemintegratoren können so adaptive, intelligente Robotik-Anwendungen realisieren.

Motoman Next ist ein aufeinander abgestimmtes System aus Roboter- und Steuerungs-Hardware sowie -Software. Die Robotersteuerung RCU (Robot Control Unit) wird um eine ACU (Autonomous Control Unit) ergänzt, die auf einem leistungsfähigen Nvidia Jetson Orin NX Edge-Device mit integrierter CPU und GPU basiert. Auf diesem System läuft ein Linux-Host-Betriebssystem, das die einfache Installation und Ausführung von Docker-Containern ermöglicht.

Yaskawa stellt darauf bereits zentrale Robotik-Basisfunktionalitäten in Form vorinstallierter Software-Services und Skills bereit – darunter automatische kollisionsfreie Bahnplanung, die Steuerung sämtlicher OT-Funktionen des Roboters sowie modulare Funktionsbausteine für Kraftsensorik und 2D-/3D-/KI-basierte Bildverarbeitung (Halcon Library). Eine gRPC-ROS-Bridge zur Integration von ROS2-Anwendungsmodulen öffnet den Zugang zur ROS-Community.

All-in-One Roboter-Steuerungsplattform „managed by Yaskawa“

Durch die Integration beider Roboter-Steuerungswelten ermöglicht Motoman Next erstmals die Synergie von Programmiermethoden aus der klassischen signalbasierten Automationswelt (OT) und der datenbasierten IT-Welt auf einer einzigen Plattform – ein separater PC ist zum Betrieb adaptiver Roboteranwendungen im Feld nicht mehr erforderlich. Yaskawa managt die Hardware-Plattform und die Kernmodule der Software (Services und Skills) selbst und übernimmt somit das aufwendige Aufsetzen eines Linux-PC sowie die Pflege von Softwaremodulen mit Robotik-Kernfunktionen.

Engineering und Digitaler Zwilling

Im Paket enthalten ist außerdem ein professionelles Engineering- und Simulations-Tool namens YNX Robot Simulator, das als Digitaler Zwilling den Aufbau, Test und die Optimierung intelligenter Robotik-Lösungen ermöglicht. Alternativ dazu können erfahrene Softwareentwickler auch Engineering-Tools wie IsaacSim von Nvidia benutzen, die Yaskawa als einer der weltweit ersten Hersteller von Industrierobotern vollständig unterstützt.

Klassische Industrieroboter werden auf ein vorher bekanntes und genau definiertes Spektrum an Werkstücken und Stückzahlen hin programmiert. Wenn dieses Spektrum zu schnell wächst oder sich ständig verändert, wünscht sich der Anwender flexible Roboter, die mit Hilfe von Sensorik wie Kameras oder Kraftsensoren neue Situationen und Werkstückvarianten erfassen, verstehen und darauf reagieren können.

Das ist oft für Alltagsaufgaben wie Beladen, Montage, Reinigen, Sortieren, Ernten oder Verpacken notwendig – für Aufgaben also, deren Automatisierung bisher als schwierig oder unwirtschaftlich zu automatisieren galten, weil sie Hand-Auge-Koordination, Geschicklichkeit oder Entscheidungsvermögen erfordern. Solche komplexeren Aufgaben findet man sowohl in der klassischen Industrie, aber besonders auch abseits davon in neuen Märkten wie Logistik, Großgastronomie, HealthCare, Baugewerbe oder Recycling – das heißt dort, wo Automation heute noch gar nicht stattfindet und wo akute Personalnot herrscht.

Motoman Next integriert OT und IT

Für die Entwicklung flexibler, adaptiver Roboteranwendungen kommt KI in Verbindung mit Sensorik ins Spiel, die in der Welt von IT-Softwareexperten auf PC-Plattformen entwickelt wird, und dann mühsam mit der Automationswelt der Robotersteuerung verbunden werden muss. Die Welt der Daten (IT) trifft also auf die Welt der Signale (OT).

Motoman Next integriert diese beiden Welten auf einer Robotersteuerung. Die im Paket enthaltenen Standard-Services (Docker-Container) zu Bahnplanung, Roboterstatus, Bildverarbeitung, Sensorik und KI stellen alle erforderlichen Robotik-Funktionen bereit, sind perfekt auf die Motoman-Roboterhardware abgestimmt und vermeiden alle möglichen, robotertypischen Fallstricke für Roboterprogrammierer wie Singularitäten, Stützpunkte, geschwindigkeitsabhängiges Bahnverhalten beim Überschleifen.

Mit Motoman Next wird es also für PC-Softwareentwickler möglich, ohne Robotik-Kenntnisse sofort Roboteranwendungen zu programmieren und mit Docker Containern zu installieren. Systemintegratoren finden mit Motoman Next den idealen Einstieg in die Welt der adaptiven, KI-basierten Robotik – und das ohne Lizenzgebühren für Entwicklungsplattformen.

Roboterbediener fühlen sich auf dem intuitiven, Android-basierten „Smart Pendant“-Tablet des Roboters sofort zurecht. Für die Bedienung müssen sie lediglich beschreiben, was der Roboter in welcher Reihenfolge tun soll. Dies erfolgt mit Hilfe von Blockdiagrammen oder Web-HMIs, in denen sich Workflows unter Verwendung vorgefertigter, KI-basierter „Skills“ erstellen lassen.

Unter den serienmäßig bereitgestellten Services ragt die automatische kollisionsfreie Bahnplanung besonders hervor: Der Roboter besitzt Daten über seine Umgebung als statisches oder veränderliches Umgebungsmodell und kann mit einem einzigen Befehl von A nach B fahren, ohne mit dem Arm, dem TCP oder dem Werkstück mit seiner Umgebung zu kollidieren. Das bedeutet zum einen eine enorme Erleichterung beim Teachen von Positionen und schafft zum anderen die Grundvoraussetzung für KI-geplante Roboterbahnen.

Die Modellpalette der neuen Motoman Next-Industrieroboter (NEX-Serie) reicht von 7 bis 35 Kilogramm Traglast. Alle Modelle sind aufgrund der neu konzipierten Servoantriebs-Technologie extrem absolutgenau („Zero-Gap“ zwischen Digitaler und Realer Welt). Als weiteres zukunftsweisendes Feature verfügen die Motoman-Cobots der NHC-Serie über eine eingebaute RGB-D „Bodycam“, mit der der Cobot seinen Arbeitsbereich beobachten und auf Ereignisse adaptiv reagieren kann.

Partnerschaften und Business Cases

Der sinnvollste Weg, Robotik/KI-Anwendungen mit Motoman Next zu Erfolg zu führen, sind Business-Case-bezogene Partnerschaften, in denen Endanwender, Systemintegrator, Technologiepartner und Yaskawa gemeinsam an einer ganz bestimmten Automatisierungsaufgabe arbeiten. Mit Hilfe der professionellen und weltweit unterstützten Robotik-Plattform Motoman Next können die Partner sicher sein, dass nach der Pilotinstallation auch die Produktifizierung und das weltweite Ausrollen einer Roboteranwendung gelingen.

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