Sichere Mensch-Roboter-Interaktion
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF
Wertvolle Helfer
Täglich erobern sie unsere Welt ein Stück mehr – Roboter. Nachdem sie in der Industrie längst zum unverzichtbaren, nimmermüden und fehlerfreien Helfer geworden sind, sollen sie uns bald auch im Alltag und sogar im Haushalt unterstützen. Vor allem bei besonders schweren, gefährlichen oder sehr monotonen Aufgaben bewähren sie sich schon heute als ausgezeichnete Assistenten des Menschen. Neue Technologien erlauben es uns, immer sicherer mit Robotern zu interagieren. Dank ihnen können wir Hand in Hand mit Robotern arbeiten oder uns ganz intuitiv per Sprache und Gesten mit ihnen verständigen. So können wir effizienter produzieren, fehlende Arbeitskräfte ersetzen oder die Pflege kranker Menschen verbessern.
Zu diesem Thema
- Service und Life Sciences
- Inspektion, Reinigung und Wartung
- Produktion
- Sicherheit und Interaktion
- Entwicklung
Robotik für Service und Life Sciences – Beispiele
Assistenzroboter in Laboren von Life-Science-Unternehmen (LiSA)
Zielsetzung des Projekts war die Entwicklung, der Aufbau und die Erprobung eines mobilen, alltagstauglichen Assistenzroboters, der in Laboren von Life-Science Unternehmen mit Labormitarbeitern interagiert und Routineaufgaben selbstständig übernimmt.
Laborroboter zum gewebebasierten Massenscreening (TELOMICS ex vivo Robotics)
Gewebeanzucht und Versuchsdurchführung
Roboter zur mikrobiologischen Probenvorbereitung (Mirob)
Automatische Probenvorbereitung zur mikrobiellen Artbestimmung durch Massenspektrometrie
Impedanzbasiertes Multiarray-Screening (IMAS)
Im Rahmen des Projekts werden neue Hochdurchsatz-Testverfahren zur innovativen Medikamentenentwicklung entwickelt.
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- © Fraunhofer IFF
BMI/Bracog
Weltweit wird daran geforscht, Roboter allein durch Gedanken zu steuern, um schwerstbehinderten Menschen eine Interaktion mit der Umwelt zu ermöglichen.
Robotik in Inspektion, Reinigung und Wartung – Beispiele
Inspektions- und Reinigungsroboter für Abwasserkanäle
Vollautomatisch arbeitendes Reinigungs-, Inspektions- und Schadenserfassungssystem für unterirdische Abwasserkanäle.
Roboter zur Inspektion der Rotorblätter von Windenergieanlagen (RIWEA)
Ziel des Projekts RIWEA war die Entwicklung neuartiger Technologien zur vollständigen Zustandserfassung der Rotorblätter von Windenergieanlagen.
Fassadenreinigungsroboter Neue Messe Leipzig
Vollautomatisch arbeitender Reinigungsroboter für die gewölbte Glashalle der Neuen Messe Leipzig.
Fassadenreinigungsroboter SIRIUS
Reinigungsroboter für senkrechte Glas- und Hochhausfassaden.
Ferngesteuerter Fassadenreinigungsroboter Filius für den Hauptbahnhof Berlin
Glasreinigungssystem für das gewölbte Außendach des Hauptbahnhofs Berlin mit einer Reinigungsleistung von 150 m² pro Stunde.
Robotik in der Produktion – Beispiele
Automatisierte industrielle Pflanzenerzeugung im Temporären Immersions System (AutoTIS)
Ziel des Projekts ist die Automatisierung eines neuartigen Kultursystems für Pflanzen, das auf dem »Temporären Immersions System« (TIS) beruht. Es gewährleistet die Kultur von ganzen Pflanzen und Pflanzenorganen.
Laborroboter zum gewebebasierten Massenscreening (TELOMICS ex vivo Robotics)
Gewebeanzucht und Versuchsdurchführung
Universeller und mobiler Leichtbauroboter für Anwendungen in hyperflexiblen Zellen basierend auf igus robolink (ECHORD-ALEXA)
Im Projekt ALEXA werden die Möglichkeiten eines transportablen Leichtbau-Manipulators für flexible und ortsungebundene Aufgaben experimentell untersucht.
Neue Wege in der Fertigung durch robotergestützte Assistenzsysteme (ViERforES)
Neuartige, am Fraunhofer IFF entwickelte, optische Arbeitsraumüberwachungslösungen gewährleisten die Sicherheit bei der Kooperation bzw. Kollaboration von Mensch und Roboter in gemeinsamen Arbeitsräumen.
Hyperflexible Roboterzellen mit rekonfigurierbaren passiven Kinematiken (ECHORD-HYROPA)
Im Projekt HYROPA wird der Einsatz von automatisch rekonfigurierbaren, passiven Gelenkarmen untersucht, um unterschiedliche Produktionsaufgaben in Standard-Roboterzellen zu vereinfachen.
Einsatz des Roboters als Werkzeugmaschine – Bearbeiten mit Industrierobotern (RoboCasting)
Die hohe Flexibilität der Industrieroboter und die zunehmende Verbesserung der Bahngenauigkeit eröffnen neben den bisher etablierten Aufgaben wie dem Pick&Place, Schweißen und Entgraten neuen Möglichkeiten des Robotereinsatzes.
Generierung von Prototypen mit Industrierobotern (ROBO|GEN)
Im Rahmen des Forschungsprojekts ROBO|GEN werden Technologien für den Modell- und Formenbau entwickelt, die eine schnelle und wirtschaftliche Herstellung von endformnahen, großen und komplexen Modellen und Prototypen durch Kombination von Industrierobotern und generativen Herstellungsverfahren (d. h. Rapid-Prototyping-Verfahren) ermöglichen.
Flexible Fertigungszelle zur kombinierten Laserbearbeitung mit adaptiver Greiftechnik (koLas)
Im Rahmen des Verbundvorhabens koLas wurde ein flexibler Greifarm für ein roboterbasierte Laserfertigungszelle entwickelt, der sich ohne manuellen Umrüstaufwand automatisch an ändernde Bauteilgeometrien anpassen kann.
Autonomer, flexibler Roboter zum Schweißen von großen Stahlbauteilen (NOMAD)
Mobiles autonomes System mit 6-Achs-Roboterarm zum automatisierten Schweißen von großen Stahlkonstruktionen.
Robotik für Sicherheit und Interaktion – Beispiele
Taktile Sensorsysteme in drucksensitiven Fußbodenbelägen
Durch die Integration taktiler Sensorsysteme in Fußbodenbeläge können auf den Boden einwirkende Kräfte ortsaufgelöst erfasst werden. Derart ausgestattete Fußbodenbelag erkennen sowohl ortsfeste als auch ortsveränderliche Objekte.
Integrationsstrategien sensorische Arbeitsraumüberwachung (ECHORD-EXECELL)
Im Rahmen des Projekts EXECELL werden Verfahren und Technologien weiterentwickelt, integriert sowie evaluiert, die eine sichere physische Mensch-Roboter Interaktion ermöglichen.
Taktile Sensorsysteme zur sicheren Kollisionserkennung
In Anwendungen mit Mensch-Roboter-Interaktion sind taktile Sensorsysteme eine wichtige Schlüsseltechnologie für die Überwachung und Begrenzung der Interaktionskräfte zwischen Mensch und Roboter.
Kollisionsmessung für sichere Mensch-Roboter-Interaktion
Am Fraunhofer IFF wurde ein Versuchsstand zur Erfassung von Kollisionen zwischen Mensch und Roboter aufgebaut.
Taktile Sensorsysteme als Eingabegeräte
Taktile Sensorsysteme die zur sicheren Kollisionserkennung in Form einer drucksensitiven Haut auf bewegte Maschinenteile oder Roboter aufgebracht wurden, können über die Kollisionserkennung hinaus auch als Bedieninterface genutzt werden.
Bionische Rüsselkinematik für sichere Roboteranwendungen in der Mensch-Maschine-Interaktion (BROMMI)
Im Rahmen dieses Projekts soll ein flexibler Roboterarm entwickelt und erprobt werden, der aufgrund seiner völlig neuen, auf bionischen Prinzipien in Anlehnung an die Funktionsweise eines Elefantenrüssels beruhenden Konzeption kein Gefahrenpotenzial für den Menschen bietet.
Maschinelle Aufmerksamkeit für verbessertes Umgebungsverstehen
Eine Aufmerksamkeitssteuerung dient dem bewussten Fixieren von Menschen und Objekten in einem kognitiven Prozess durch den Roboter. Dies ist notwendig, um die Akzeptanz des Roboters durch den Menschen zu fördern sowie zur Reduzierung von Störimpulsen, welche zu unerwünschten Handlungen des Roboters führen können.
Robotik in der Entwicklung – Beispiele
Maschinelle Aufmerksamkeit für verbessertes Umgebungsverstehen
Eine Aufmerksamkeitssteuerung dient dem bewussten Fixieren von Menschen und Objekten in einem kognitiven Prozess durch den Roboter. Dies ist notwendig, um die Akzeptanz des Roboters durch den Menschen zu fördern sowie zur Reduzierung von Störimpulsen, welche zu unerwünschten Handlungen des Roboters führen können.
Generierung von Prototypen mit Industrierobotern (ROBO|GEN)
Im Rahmen des Forschungsprojekts ROBO|GEN werden Technologien für den Modell- und Formenbau entwickelt, die eine schnelle und wirtschaftliche Herstellung von endformnahen, großen und komplexen Modellen und Prototypen durch Kombination von Industrierobotern und generativen Herstellungsverfahren (d. h. Rapid-Prototyping-Verfahren) ermöglichen.
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Automatische Modellgenerierung für mechatronische Systeme
Der Workflow zur automatischen Erstellung von mechatronischen Gesamtmodellen wird anhand eines Roboters demonstriert.
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- © Fraunhofer IFF
CAD2Sim
Automatische Generierung dynamischer Mehrkörpersystemmodelle aus Konstruktionszeichnungen verschiedener CAD-Systeme.
Vincent
Die »Virtual Numeric Control Environment« (Vincent) generiert teilautomatisch aus CAD-Zeichnungen Kinematikmodelle, welche an reale Steuerungssysteme (SPS, CNC) gekoppelt werden. Damit wird eine Steuerungsentwicklung am virtuellen Modell mit realistischem physikalischem Verhalten möglich.
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- © Fraunhofer IFF
Schreitroboter
Schreitroboter sind komplexe mechatronische Konstruktion mit teilweise über 20 Freiheitsgraden und einer komplizierten Steuerung. Durch Einsatz durchgängiger VE-Systeme lässt sich deren Entwicklungszeit drastisch verkürzen; alle Steuerungsprogramme können am virtuellen Modell entwickelt und getestet werden und funktionieren im realen Roboter praktisch auf Anhieb.
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