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31-07-2019 | Robotik | Nachricht | Article

Ein Baukasten für umsichtige Roboter

Author:
Nadine Winkelmann
2 min reading time

Aus vielen Arbeitsschritten sind Roboter nicht mehr wegzudenken. Damit Mensch und Roboter in Zukunft in der Lage sind, gefahrlos enger zu kooperieren, hat Prof. Matthias Althoff von der Technischen Universität München ein neues System entwickelt.

Bislang sind Roboter in Werkhallen meist hinter Gittern zu finden. Zu groß ist die Gefahr, dass die Roboter in der Nähe arbeitende Menschen verletzen. Bald könnte aber ein neues Verfahren die Roboter aus ihren Schutzkäfigen holen und damit die Praxis der Automatisierung verändern: Prof. Matthias Althoff hat ein Baukasten-Prinzip (IMPROV) entwickelt, womit sich sichere Roboter einfach aus verschiedenen Bauteilen zusammensetzen lassen. Die Module lassen sich nahezu beliebig miteinander verbinden, wodurch Unternehmen ihre Roboter individuell für verschiedene Aufgaben zusammenstellen oder beschädigte Teile einfach austauschen können. Althoff stellt dieses System jetzt im Fachmagazin "Science Robotics" vor.

Eingebauter Chip ermöglicht Selbstprogrammierung

Jedes Modul des Roboter-Baukastens ist mit einem Chip versehen, damit sich die Roboter selbst entsprechend ihrem individuellen Bausatz programmieren können. "Aufgrund unseres modularen Aufbaus lassen sich Arbeitsroboter bald kostensparend produzieren. Unser Baukasten-Prinzip hat aber noch einen weit wichtigeren Vorteil: Mit IMPROV können wir sichere Roboter entwickeln, die auf Menschen in ihrer Umgebung reagieren und ihnen aus dem Weg gehen", sagt Althoff. Durch den Chip und die Selbstprogrammierung kennt ein Roboter automatisch alle Informationen über die in ihm wirkenden Kräfte sowie seine eigene Geometrie und kann seine Bewegungsbahn vorhersagen. 

Gleichzeitig sammelt das Regelungszentrum des Roboters über im Raum installierte Kameras die Bewegungsdaten der in der Nähe arbeitenden Menschen. Aus diesen Daten erstellt der Roboter ein Modell der möglichen nächsten Bewegungen aller anwesenden Arbeiterinnen und Arbeiter und kann beispielsweise vor einer Hand stehen bleiben, die sich ihm nähert. "Mit IMPROV können wir garantieren, dass die Kontrolle korrekt funktioniert. Weil die Roboter automatisch für alle möglichen Bewegungen um sie herum programmiert sind, kann kein Mensch den Roboter zu einem Fehlverhalten verleiten", erklärt Althoff.

Taktzeit reduziert

Für ihr Baukastenset nutzten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zum Teil industrielle Standardmodule und ergänzten diese durch die notwendigen Chips und neue Bauteile aus dem 3D-Drucker. In einer Nutzerstudie zeigen Althoff und sein Team, dass IMPROV Arbeitsroboter nicht nur günstiger und sicherer, sondern auch schneller macht: Sie benötigen 36 Prozent weniger Zeit um ihre Aufgabe zu erfüllen als bisherige Lösungen, die einen festen Sicherheitsbereich um einen Roboter benötigen.

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