MRK-Labor

Erforschung von Mensch-Roboter Kollaboration und Industrie 4.0

Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Dennis Mronga

Panorama des MRK Labors

Forschungsthemen

Industrielles zweiarmiges KUKA System
Industrielles zweiarmiges KUKA System (Foto: DFKI GmbH, Annemarie Popp)
Beispiel für Mensch-Roboter Kollaboration
Beispiel für Mensch-Roboter Kollaboration (Foto: DFKI GmbH, Annemarie Popp)

Sowohl in der industriellen Fertigung der Zukunft als auch in den Bereichen Consumer und Einzelhandel werden Roboter in zunehmendem Maß Seite an Seite mit dem Menschen arbeiten und diesem assistieren. Im MRK Labor des DFKI Robotics Innovation Center werden Forschungsfragen rund um die Mensch-Roboter Kollaboration behandelt.

Werden Robotersysteme ohne trennende Schutzeinrichtungen betrieben, muss die Sicherheit in der Nähe befindlicher Menschen gewährleistet sein. Im MRK-Labor werden daher zum einen Aspekte der MRK-fähigen Robotersteuerung betrachtet wie aktive Nachgiebigkeit und Kollisionsvermeidung. Das Robotersystem COMPI beispielsweise dient der Erforschung von Drehmoment-basierter dynamischer Regelungsverfahren. Es ist in der Lage anhand der in seinen Gelenken gemessenen Motorströme und mit Hilfe eines dynamischen Modells des Arms eine nachgiebige Regelung zu implementieren. Ein weiterer interessanter Regelungstechnischer Aspekt ist die mobile Manipulation, also die gemeinsame Betrachtung der Freiheitsgrade von mobiler Basis und Roboterarm, welche beispielsweise auf dem Roboter Mobipick erforscht wird. Neben regelungstechnischer Verfahren werden im MRK Labor auch konstruktive Fragen betrachtet, wie extreme Leichtbauweise und innovative Motorkonzepte (z.B. passiv-nachgiebige Aktuatoren).  Ein weiterer Sicherheitsaspekt betrifft die Frage nach der „Human-Awareness“ von Robotern, also die Erkennung von Menschen und deren Intention über geeignete Sensorik. Im Verbundvorhaben Hybr-iT wurde dafür beispielsweise ein Personentracking auf Basis von 3D Kameras und am Körper des Menschen getragener Inertialsensoren entwickelt. Auf diese Weise kann die  Position und Orientierung des menschlichen Armes erkannt werden, was eine passgenaue Übergabe von Werkzeug oder Bauteilen zwischen Mensch und Roboter ermöglicht. Das Verfahren wurde auf dem zweiarmigen KUKA Robotersystem im iMRK Labor implementiert und getestet

Versuchsaufbau für das Projekt BEAR
Versuchsaufbau für das Projekt BEAR (Foto: DFKI GmbH, Annemarie Popp)
Nutzung von modernen KI Verfahren zum Erlernen einer „Peg-in-Hole“ Aufgabe
Nutzung von modernen KI Verfahren zum Erlernen einer „Peg-in-Hole“ Aufgabe (Foto: DFKI GmbH, Annemarie Popp)

Neben Sicherheitsaspekten wirft die MRK auch die Frage nach der intuitiven Nutzung und Programmierung von Robotern auf, welche auch von Menschen ohne Programmierkenntnisse vorgenommen werden kann. Programmierung durch Vormachen, Gesten- und Spracherkennung, sowie Augmented-Reality Aspekte werden dafür in verschiedenen Vorhaben (z.B. TransFIT oder HySociaTea) im MRK-Labor erforscht. Im iMRK Projekt mit der Volkswagen AG wurde das zweiarmige KUKA System im MRK Labor genutzt um Vorhersagen über das menschliche Verhalten zur Robotersteuerung zu nutzen. So wurde die über Laserscanner erkannte Bewegungsgeschwindigkeit- und richtung genutzt um Geschwindigkeit und Nachgiebigkeit des Systems zu adaptieren.

Eines der relevantesten aktuellen Forschungsthemen jedoch die Anwendung von KI Methoden in der  Produktion. Unter dem Schlagwort „Industrie 4.0“ zusammengefasst, betrachtet dieser Bereich die Möglichkeiten der Digitalisierung für die industrielle Fertigung der Zukunft. Hier stellt sich insbesondere die Frage, wie Roboter in einer vollständig vernetzten Fertigung mit dem Menschen interagieren können und darüber hinaus von den bereitgestellten Informationen profitieren um sicherer, flexibler oder autonomer zu werden. Vorhaben wie das Hybr-iT Projekt oder das im Bereich des Einzelhandels  aufgestellte Vorhaben Knowledge4Retail beleuchten diese Aspekte, die entsprechenden Experimente werden auf Robotersystemen des MRK-Labors durchgeführt, wie z.B. dem zweiarmige KUKA Roboter oder Mobipick.

Robotersysteme

Projekte

© DFKI GmbH
zuletzt geändert am 31.01.2020
nach oben