Roboter aus dem Baukasten – mal anders

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An der TU München wurde ein neues System entwickelt, das das Zusammenarbeiten von Roboter und Mensch weiter verbessern soll. Das System heißt Improv.

In vielen Unternehmen werden heute noch Roboter mit Schutzzäunen versehen, da die Verletzungsgefahr für den Menschen noch zu groß ist. An der Technischen Universität München (TUM) hat Prof. Matthiaas Althoff nun ein System entwickelt, damit Roboter in Zukunft auch ohne entsprechende Schutzzäune arbeiten können. Das Improv getaufte System beruht dabei auf einem speziellen Baukasten-Prinzip. Damit sollen sich Roboter ohne großen Aufwand aus verschiedenen Bauteilen zusammensetzen lassen. Die Module lassen sich so nahezu beliebig miteinander verbinden. Roboter können so individuell für verschiedene Anwendungsgebiete konfiguriert werden – auch beschädigte Teile lassen sich einfach austauschen.

Ein Improv-Roboter der TU München. Foto: Andreas Heddergott / TU München

Doch was ist eigentlich so besonders daran? Denn: Roboter, die sich aus einzelnen Bauteilen eines Sets individuell zusammenstellen lassen, gibt es ja bereits. Jedes neue Modell muss dabei jedoch individuell programmiert werden. Althoff hat hierbei jedes Modul seines Roboter-Baukastens Improv mit einem Chip versehen, damit die Roboter sich selbst entsprechend ihrem individuellen Bausatz programmieren können.

Besser auf Menschen reagieren

Die Vorteile seines Systems liegen für Althoff auf der Hand: „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.“ Der eingesetzte Chip und die Selbstprogrammierung ermöglichen es, dass ein Roboter automatisch alle Informationen über die in ihm wirkenden Kräfte und seine eigene Geometrie kennt. Seine Bewegungsbahn vorherzusagen ist für den Roboter damit möglich.

Gleichzeitig sammelt das Regelungszentrum des Roboters über im Raum installierte Kameras die Bewegungsdaten der in der Nähe arbeitenden Menschen. Aus diesen Daten erstellt ein mit Improv programmierter Roboter ein Modell der möglichen nächsten Bewegungen aller anwesenden Personen. Der Roboter kann dadurch beispielsweise vor einer Hand stehen bleiben, die sich ihm nähert – das gleich gilt auch für sich nähernde Gegenstände. „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“, sagt Althoff.

Taktzeit reduzieren

Für ihr Baukastenset nutzten die 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 % weniger Zeit um ihre Aufgabe zu erfüllen als bisherige Lösungen, die einen festen Sicherheitsbereich um einen Roboter benötigen.

db

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