Sicherer MRK-Robotik-Baukasten IMPROVReal-time Systems; Die dargestellten Versuche zeigen die Fähigkeit des Roboters, rechtzeitig anzuhalten, bevor ein Mensch sie berühren kann. Der Roboter führt dabei folgende Schritte aus: (1) Erkennung des Menschen mithilfe des Motion-Capture Anzugs; (2) konservative Prädiktion aller möglichen Bewegungen des Menschen durch Erreichbarkeitsanalyse; (3) Planung von Trajektorien, bei der niemals Kollisionen in der Zukunft stattfinden können. Dieser Ansatz funktioniert unabhängig davon, aus welchen Modulen der Roboter aufgebaut ist. Foto: Andreas Heddergott / Verwendung frei fuer die Berichterstattung ueber die TU Muenchen unter Nennung des Copyrights

Sicherer MRK-Robotik-Baukasten IMPROVReal-time Systems; Die dargestellten Versuche zeigen die Fähigkeit des Roboters, rechtzeitig anzuhalten, bevor ein Mensch sie berühren kann. Der Roboter führt dabei folgende Schritte aus: (1) Erkennung des Menschen mithilfe des Motion-Capture Anzugs; (2) konservative Prädiktion aller möglichen Bewegungen des Menschen durch Erreichbarkeitsanalyse; (3) Planung von Trajektorien, bei der niemals Kollisionen in der Zukunft stattfinden können. Dieser Ansatz funktioniert unabhängig davon, aus welchen Modulen der Roboter aufgebaut ist.

Andreas Heddergott, TU Muenchen

Modulare Roboter gibt es zwar schon. Allerdings musste jede neue Variante einzeln programmiert werden. Dies ist bei dem Ansatz von Prof. Althoff nicht mehr notwendig. Jedes Modul des Roboter-Baukastens hat einen Chip, mit dem sich die Roboter selbst entsprechend ihrem individuellen Aufbau programmieren können.

Ein Auge auf die Menschen

„Unser Baukasten-Prinzip hat aber noch einen weit wichtigeren Vorteil: Wir können sichere Roboter entwickeln, die auf Menschen in ihrer Umgebung reagieren und ihnen aus dem Weg gehen“, sagt Althoff. Chip und Selbstprogrammierung ermöglichen es, dass ein Roboter automatisch alle Informationen über die in ihm wirkenden Kräfte und seine Geometrie kennt. So kann der Roboter 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 ein IMPROV-Roboter ein Modell der möglichen nächsten Bewegungen aller anwesenden Arbeiter und kann etwa vor einer Hand stehen bleiben, die sich ihm nähert. Weil die Roboter automatisch für alle möglichen Bewegungen um sie herum programmiert sind, kann kein Mensch den Roboter zu einem Fehlverhalten verleiten. „Das können wir garantieren“, betont Prof.Althoff.

Für ihren Baukasten nutzen die Forscher zum Teil industrielle Standardmodule und ergänzen diese durch die notwendigen Chips und fertigen bei Bedarf fehlende Komponenten mittels 3D-Drucker.

In einer Studie zeigen Althoff und sein Team, dass IMPROV einen 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.