Wenn die Automatisierungslösung die Ohren spitzt

Die Sprachsteuerung von Maschinen in der Produktion galt bisher als fehleranfällig und wurde daher kaum eingesetzt. Das Fraunhofer IDMT in Oldenburg hat nun eine Lösung entwickelt, mit der sich Maschinen zuverlässig per Sprache steuern lassen. Die Spracherkennung funktioniert auch in der lauten Umgebung einer Fabrikhalle robust. Für die Spracheingabe nutzen die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter ein drahtloses Headset, ein stationäres Mikrofon oder in Zukunft ein smartes Hearable, das ebenfalls im Institutsteil Hör-, Sprach- und Audiotechnologie HSA entwickelt wird. Laute Umgebungsgeräusche werden durch eine Kombination aus Richtmikrofonen und effektiver Geräuschunterdrückung fast vollständig ausgeblendet.

Marvin Norda, Projektleiter Voice Controlled Production am Fraunhofer IDMT: "Unsere Technologie ermöglicht erstmals die robuste und zugleich intuitive Steuerung von Maschinen in der Produktion durch Sprachbefehle. Für produzierende Unternehmen bedeutet das mehr Effizienz und weniger Kosten." Auch für die MitarbeiterInnen ergeben sich Vorteile. Die berührungslose Bedienung der Maschinen ist für den Menschen sicher und hygienisch. Wenn Mitarbeitende mehrere Maschinen steuern, verkürzen sich die Laufwege, da sie die Anlagen über eine mobile Spracheingabe auch aus der Ferne bedienen können. Sie haben beide Hände frei und können so ein Werkstück im Arbeitsbereich positionieren und gleichzeitig dem Roboter Anweisungen wie "Arm senken" oder "Werkstück greifen" geben.

Die Steuerung per Sprachbefehl ist effizienter als über ein Bedienpult oder ein Touchpanel, weil das umständliche und fehleranfällige Klicken durch verschachtelte Menüstrukturen der direkten Sprachsteuerung mit einfachen Kommandos weicht. "Die Spracherkennung beherrscht je nach Anwendung hunderte von Einzelbefehlen und ist dabei sprecherunabhängig. Neue oder geänderte Befehle sind schnell hinzugefügt und trainiert", ergänzt Norda.

»Wir entwickeln anpassbare Systemlösungen für Industriekunden. Die Sprachsteuerung kann maßgeschneidert auf ihre jeweiligen Bedürfnisse konfiguriert und schnell implementiert werden«, verspricht Norda. Die Spracherkennungssoftware kann je nach Anforderung des Unternehmens sowohl in der Cloud als auch auf dem Firmenserver integriert werden. Auch der Einsatz auf einem Mini-PC und sogar die direkte Integration in die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) einer Maschine sind möglich.

Laut IDTM ist die Lösung marktreif und wird bei einigen Industriekunden bereits erprobt. Sie ist auf der Hannover Messe 2023 (17. bis 20. April) in der Halle 16, Stand A12 zu erleben.

In der modernen Industrieproduktion, insbesondere im Automobilbau, werden viele Verbindungen zwischen Einzelkomponenten nicht mehr geschraubt, geklebt oder geschweißt, sondern durch Steckverbindungen zusammengehalten. Aber sind die Verbindungen wirklich alle korrekt gesteckt? Eine Möglichkeit, dies zu überprüfen, stellen Forschende vom Institutsteil Hör-, Sprach- und Audiotechnologie des Fraunhofer-Instituts IDMT in Oldenburg auf der Hannover Messe vor. Ein innovatives Prüfsystem erkennt basierend auf dem Geräusch, das bei jedem Steckvorgang entsteht, ob Teile korrekt verbunden sind. Zunächst erfassen Mikrofone das Geräusch, dann wird es von Algorithmen analysiert. Schließlich gibt das System positive Rückmeldung oder es sendet eine Warnung, wenn es einmal nicht richtig Klick gemacht hat. Davon profitieren Mitarbeitende sowie automatisierte Roboter-Systeme. Das Feedback an einen Menschen kann akustisch, optisch oder auch taktil, zum Beispiel über Vibration, erfolgen. Ein Roboter bekommt die notwendige Information direkt aus dem Sensorsystem. Herzstück der Audiotechnologie des Fraunhofer-Teams aus Oldenburg sind ausgetüftelte Algorithmen. Diese sind sogar in der Lage, in der lauten und dynamischen Umgebung einer Fabrikhalle einzelne Klicks zu isolieren und zu analysieren.