Roboter als Interaktionspartner des Menschen

Bielefeld (fhb). Mit einem kollaborierenden Zweiarm-Robotersystem präsentiert sich das Institut für Systemdynamik und Mechatronik (ISyM) der Fachhochschule (FH) Bielefeld auf der diesjährigen Hannover Messe. Vom 24. bis 28. April zeigen insgesamt 6500 Ausstellerinnen und Aussteller aus 70 Ländern ihre Technik für die Produktion und Energie der Zukunft. Auf der weltgrößten Industrieschau ist neben Ländern wie China, Polen und der Türkei auch die Region Ostwestfalen-Lippe mit einem Gemeinschaftsstand vertreten (Halle 16, Stand A04). 33 Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Organisationen stellen sich und ihre Techniken vor.

Das Forschungsinstitut ISyM des Fachbereichs Ingenieurwissenschaften und Mathematik der FH Bielefeld zeigt ein kollaborierendes Zweiarm-Robotersystem, das aus zwei elastischen Roboterarmen besteht. Diese sind jeweils mit einem neuartigen Dreifingergreifer inklusive Kraftsensorik ausgestattet. Die Anbaupositionen der Arme simulieren dabei die Armposituren eines Menschen. Prinzipiell ist das System so in der Lage, Aufgaben zu erfüllen, welche momentan dem Menschen vorbehalten sind.

Somit können die neuartigen Roboter als Interaktionspartner des Menschen gemeinsam mit ihm komplexe Aufgaben bewältigen, so dass Fertigungsprozesse oder Inspektionsaufgaben im Sinne der vierten industriellen Revolution flexibler und effizienter durchgeführt werden können. Dabei ist die Eigenschaft des Menschen, über zwei Arme und Hände zu verfügen, von großem Nutzen. Dies ermöglicht ihm, Objekte mit der einen Hand flexibel zu halten und mit der anderen gleichzeitig zu manipulieren. Fundamental ist dabei, dass der Mensch mit elastischen Antrieben (Muskeln) ausgestattet ist. So können Ungenauigkeiten in der Positionierung ausgeglichen und die Umgebung durch Ertasten erfasst werden.

Moderne Robotersysteme besitzen ebenfalls elastische Gelenke und erkennen die Positionen von drei optisch ähnlichen Objekten mit unterschiedlicher Masse nur durch „Ertasten“. Nach dem Anheben werden die Objekte aufgrund ihres Gewichtes sortiert. Im Anschluss daran wird dem Benutzer das leichteste Objekt übergeben, so dass dieser direkt mit der Maschine interagiert. Weiterhin können die Roboter durch Berührungen des Benutzers in verschiedene Arbeitszustände gebracht werden.

In Zukunft ist eine intuitive Steuerung von Robotern durch den Menschen nur durch Berührungen möglich, um gemeinsam komplexe Aufgaben zu lösen. Der Roboter kann dabei prinzipiell in für ihn unbekannten Umgebungen mit unterschiedlichen Objekten sicher interagieren und mit dem Menschen kollaborieren. So werden Mensch und Maschine in künftigen Arbeitswelten immer näher aneinanderrücken.

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