Mensch-Roboter-Kooperation Mensch-Roboter-Kooperation setzt multisensorielle Überwachung voraus

Redakteur: Mag. Victoria Sonnenberg

Im industriellen Umfeld lassen sich zukünftige anspruchsvolle Aufgabenstellungen effizient bewältigen, wenn sie durch die Zusammenarbeit von Mensch-Roboter-Teams gelöst werden. Voraussetzung dafür ist, dass der Roboter den Menschen wahrnehmen und auf seine Handlungen reagieren muss. Das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) entwickelte für eine solch enge Mensch-Roboter-Kooperation ein Verfahren.

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Durch die multisensorielle Arbeitsraumüberwachung kann die Mitarbeiterin sicher mit dem Roboter interagieren.
Durch die multisensorielle Arbeitsraumüberwachung kann die Mitarbeiterin sicher mit dem Roboter interagieren.
(Bild: Manfred Zentsch/Fraunhofer IOSB)

Beim Einsatz von Robotern in der Produktion wird nach heutigem Stand der Technik die Sicherheit durch eine strikte Trennung von Mensch und Roboter gewährleistet. Mithilfe von Zäunen, Lichtschranken und ähnlichen Sicherheitsvorkehrungen wird das Betreten des Aktionskreises des Roboters unterbunden oder erkannt und gegebenenfalls ein Nothalt ausgelöst. Diese Vorkehrungen verhindern jedoch die gemeinsame Nutzung von Arbeitsräumen durch Menschen und Roboter sowie eine enge physische Zusammenarbeit.

Die Interaktion von Mensch und Roboter setzt eine multisensorielle Überwachung des Arbeitsbereichs voraus, denn nur dadurch kann Sicherheit von Menschen im Arbeitsraum des Roboters gewährleistet werden. Sie stellt eine Repräsentation der statischen und dynamischen Roboterumgebung zur Verfügung. Auf dieser Grundlage erkennt der Roboter mögliche Kollisionen beispielsweise mit Menschen und kann diese frühzeitig und sicher vermeiden. Durch die Informationsfusion mehrerer Tiefensensoren können dynamische Hindernisse verfolgt und ihre Position und Geschwindigkeit geschätzt werden. Dies erlaubt die Prädiktion der Hindernisbewegung und eine frühzeitige Erkennung möglicher Kollisionen. Außerdem wird in der unmittelbaren Roboterumgebung eine 3D-Darstellung der Hindernisse berechnet. Diese berücksichtigt auch den durch die Hindernisse und den Roboter verdeckten Bereich, der für die Sensoren nicht einsehbar ist. So ist eine konservative Abschätzung des Abstands des Roboters zu den Hindernissen möglich.

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