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Automatisierung

Neue Entwicklungen in der mobilen Assistenzrobotik

| Autor / Redakteur: Norbert Elkmann, Christoph Walter, José Saenz und Christian Vogel / Victoria Sonnenberg

Valeri ist ein mobiler Assistenzroboter in der Flugzeugindustrie und arbeitet im direkten Umfeld des Menschen.
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Valeri ist ein mobiler Assistenzroboter in der Flugzeugindustrie und arbeitet im direkten Umfeld des Menschen. (Bild: Kuka)

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Assistenzroboter stellen eine unverzichtbare Zukunftstechnologie bei der Umgestaltung und Optimierung von Produktion und Logistik auf flexiblere und effizientere Prozesse dar. Insbesondere bei mobilen Assistenzrobotern bestehen dabei hohe Anforderungen.

Die produzierende Industrie in Deutschland steht vor großen Herausforderungen. Um die weltweit führende Position zum Beispiel im Maschinen- und Automobilbau zu halten, muss Herausforderungen wie dem demografischen Wandel und der Verbesserung der Wirtschaftlichkeit durch erhöhte Flexibilität und Effizienz begegnet werden. Ein wesentlicher Ansatz zur Bewältigung der Herausforderungen und Erreichung der vorgenannten Ziele besteht in der Assistenzrobotik und der Mensch-Roboter-Kollaboration: Durch das Zusammenführen der Stärken der Automatisierungs- beziehungsweise Robotertechnik, wie Präzision, hohe Handhabungslasten und ununterbrochener Einsatz, mit den motorischen, sensorischen sowie perzeptiven und kognitiven Fähigkeiten des Menschen besteht ein immenses Verbesserungspotential für zukünftige Produktions- und Montagesysteme und der Logistik.

Die Assistenzrobotik mit stationären Robotern hält bereits Einzug in die Produktion. Neue technische Entwicklungen aus der Robotik und Sensorik ermöglichen erste Applikationen. Zudem wurden die relevanten Normen überarbeitet und die Randbedingungen für die Umsetzung von Anwendungen mit Mensch-Roboter-Kollaboration konkretisiert. Darüber hinaus besteht großer Bedarf an autonomen, mobilen Assistenzrobotern, die in der Produktion zum Einsatz kommen und komplexe und vielfältige Aufgaben übernehmen beziehungsweise den Menschen unterstützen. Um mobile Assistenzroboter im industriellen Umfeld zum Einsatz zu bringen, müssen weit mehr Herausforderungen als bei stationären Robotern beherrscht werden, wie die zuverlässige Navigation, die Umgebungs- und Objekterkennung bei unterschiedlichsten Umgebungs- und Lichtbedingungen und die Aufgabenplanung und -ausführung mit hoher Zuverlässigkeit. Gleichzeitig werden kognitive Funktionen des Assistenzroboters unverzichtbar, um die notwendigen Anforderungen an die Autonomie des Systems zu erfüllen und die Systeme wirtschaftlich für unterschiedliche Anwendungen einsetzen zu können. Die Einsatzbereiche der mobilen Assistenzroboter umfassen zum Beispiel die Intralogistik, Hol- und Bringdienste, die Bestückung von Maschinen sowie Montage- und Prüfaufgaben. Auch hinsichtlich der intuitiven Mensch-Roboter-Interaktion und der sicheren Mensch-Roboter-Kollaboration müssen bei mobilen Assistenzrobotern neue technische Lösungen gefunden und umgesetzt werden.

Das Fraunhofer-IFF forscht seit vielen Jahren erfolgreich auf den Gebieten der intelligenten Robotik, der sicheren Mensch-Roboter-Kollaboration und der mobilen Assistenzrobotik und verfolgt dabei einen ganzheitlichen Einsatz. Dabei entstehen neue Technologien, die in naher Zukunft ihren Weg in die Industrie finden werden.

Nachfolgend werden aktuelle Projekte und Entwicklungen zur mobilen Assistenzrobotik und sicheren Mensch-Roboter-Kollaboration am Fraunhofer-IFF vorgestellt.

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