Anwendungslösungen Produktion, Medizin, Life-Science, Pflege und kritische Infrastrukturen

Roboter werden heute in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen und Branchen auch neben der klassischen Produktion eingesetzt. Die Robotik ist ein Wachstumsmarkt, die Anzahl der im Einsatz befindlichen Roboter weltweit nimmt stetig zu.

Roboter steigern die Effizienz und die Qualität in der Produktion, entlasten den Menschen von monotoner, gefährlicher oder gesundheitsschädlicher Arbeit und wirken dem Fachkräftemangel entgegen. Viele Prozesse können durch Roboter zudem mit weit höherer Präzision als durch den Menschen sowie im 24/7-Einsatz ausgeführt werden.

Nachdem Roboter zunächst in der Produktion Einzug gehalten haben werden sie nun auch verstärkt in Anwendungsfeldern wie Medizin, Life-Science und kritische Infrastrukturen eingesetzt. Auch in der Pflege besteht großer Bedarf an Unterstützungstechnologien und Robotern zur Unterstützung von Personen mit physischen und kognitiven Einschränkungen sowie zur Entlastung des Pflegepersonals.

Für zukünftige Roboteranwendungen müssen Roboter flexibel einsetzbar sein und der Entwicklungs- und Engineeringaufwand für die Umsetzung der Applikation muss durch den Einsatz neuer Technologien und Verfahren sowie von KI minimiert werden.

Die Abteilung Robotersysteme des Fraunhofer IFF entwickelt und forscht in allen nachfolgend aufgeführten Bereichen, hat herausragende Technologien entwickelt und besondere Referenzen vorzuweisen.

  • Roboter werden zunehmend mit visuellen Sensorsystemen zur Objekt- und Umgebungserfassung ausgestattet oder taktilen Sensoren in den Greifern zum Objekthandlung und deren Ausrichtung.
  • Roboter planen ihre Handlungen bzw. Aktionen zunehmend autonom und führen diese selbstständig aus.
  • Roboter müssen flexibel einsetzbar für neue Aufgaben sein, idealerweise ohne (Um-)Programmierung.
  • Roboter werden intuitiv auch von Nicht-Experten bedienbar sein.
  • Es muss sichergestellt werden, dass der Mensch in direkter Nähe zum Roboter keine Verletzungen erleidet und der Zertifizierungsaufwand für die CE-Kennzeichnung durch automatisierte Prozesse (z.B. Risikobeurteilung) minimiert wird.
  • Roboter müssen verstärkt vereinzelte menschenähnliche Fähigkeiten aufweisen (wie z.B. kognitive und sensomotorische Fähigkeiten sowie Lernen bzw. Aufbau von Erfahrungswissen).

Wir entwickeln je nach Aufgabenstellung und deren Randbedingungen sehr spezifische Robotersysteme als auch generisch einsetzbare Technologien für unterschiedlichste Robotersysteme in unterschiedlichsten Anwendungen.

Unsere Leistungen

Das Leistungsspektrum reicht somit von der Konzeption und Durchführung von Machbarkeitsstudien für neue Roboterapplikationen hin bis zur Entwicklung sehr spezifischer Robotersysteme sowie neuer Sensortechnologien, Sicherheitstechnologien, KI-Bewegungsplanung uvm.

Anwendungsbereich Produktion

 

Intelligente Demontage von Elektronik für Remanufacturing und Recycling

Im Projekt iDeaR entwickeln wir Lösungen für die effiziente Demontage von Elektrogeräten und für die Wiederaufbereitung und das Wiederverwertung von Materialien. Wir wollen sicherstellen, dass keine Rohstoffe verschwendet und wertvolle Ressourcen länger im Umlauf gehalten werden.

 

Urban Mining der nächsten Generation

Im EU-Projekt ADIR hat das Fraunhofer IFF eine Roboterzelle entwickelt, die eingehende Mobiltelefone erkennt, sie nach ihrem Modelltyp klassifiziert und sie automatisch zerlegt, um Bildschirm, Akku und Leiterplatte zu trennen sowie die Leiterplatte zur weiteren Verarbeitung weiterzuleiten.

 

Intuitiv bedien- und programmierbarer Schweißroboter für den Großanlagenbau

Ein Entwicklungsteam von Fraunhofer IFF und ATA Anlagentechnik Aschersleben entwickelt und erprobt im Projekt INTAS intuitive Verfahren zur Roboterprogrammierung und Roboterbahnplanung für Bearbeitungsprozesse mit Industrierobotern. Das Projektteam beschäftigt sich zudem mit neuen Regelungskonzepten zur Online-Prozessüberwachung für das automatisierte Schweißen.

 

Kollaborierende Roboter für den Flugzeugbau

Im Projekt VALERI werden mobile und autonome Roboter für die Flugzeugproduktion entwickelt, die gemeinsam mit Menschen arbeiten und zeitintensive sowie monotone Aufgaben übernehmen sollen. Die Roboter werden durch innovative Sensorik und Kamerasysteme sicher gemacht und können perspektivisch auch in anderen Produktionsbereichen eingesetzt werden.

 

Kollaborierende Roboter in der Montage

Das EU-Projekt ColRobot entwickelt kollaborative, mobile Roboter für die Automobil- und Luftfahrtindustrie, die monotone Aufgaben wie Lieferung von Kits, Schraubtätigkeiten und Halten von Werkstücken übernehmen.

 

Automatisierung der Zinkasche-Abscheidung

Zusammen mit der Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM) und dem IEHK der RWTH Aachen hat das Fraunhofer IFF roboterbasierte Lösungen für den Einsatz beim Verzinkungsprozess in Feuerverzinkereien entwickelt und erprobt.

 

Integrierter, intelligenter projektionsbasierter Assistent

Im Projekt IIPA entwickelten wir einfach aufzubauende projektionsbasierte Assistenzsysteme als integrierte AR-Lösung für die Industrie. Die Systeme nutzen KI zur Erkennung von Anwesenheit und Gesten und bieten optimierte Projektionen für verbesserte Transparenz und Ergonomie am Arbeitsplatz.

 

Präzisionsmodul für die flexible Produktion

Prämoflex ermöglicht dank intelligenter Sensorik und autonomer Robotersteuerung eine vollautomatisierte Produktion kundenspezifischer Produkte mit einer beeindruckenden Genauigkeit von 0,1 mm.  

VW Heckklappenmontage

Wir haben die ergonomische Unterstützung bei der Montage der Heckklappeninnenverkleidung durch einen Assistenzroboter geprüft. Dabei optimierten wir den Prozess, entwickelten ein Sicherheitskonzept und untersuchten die Integration in die Montagelinie.

 

 

Opel Türmontage

Das Fraunhofer IFF hat im Auftrag der Adam Opel AG erstmalig in Rüsselsheim eine Mensch-Roboter-Kollaboration mit einem Schwerlasttransporter umgesetzt.

 

Teilautomatisierte Schalenendmontage durch die Integration von kollaborierenden Leichtbaurobotern

Im Projekt AGREED forschten wir gemeinsam mit Partnern an der Entwicklung nachhaltiger Montageprozesse für metallische Flugzeugschalen. Leitmotiv war eine deutliche Erhöhung des Automatisierungsgrades und die Digitalisierung der bisher manuellen Prozessschritte.

 

Heterogene, auslastungsoptimierte Roboterteams und Produktionsarchitekturen

Das Fraunhofer-Leitprojekt SWAP erforscht technologische Konzepte für die zukünftige Produktion, indem es modulare Fertigungseinheiten entwickelt, die in Schwärmen kollaborieren und (teil)autonom arbeiten. Ziel ist es, Fertigungsumgebungen zu schaffen, die flexibler und effizienter sind, indem sie die starren Prozessreihenfolgen traditioneller Produktionsketten auflösen.

 

Echtzeitfähige Steuerung und Regelung von mobilen Robotern

Das Projekt fast robotics ersetzte drahtgebundene Kommunikationssysteme in Robotern durch Mobilfunktechnologie, um die Verarbeitung umfangreicher Echtzeitdaten zu ermöglichen und Aufgaben auf externe Server auszulagern. Dies führte zur Entwicklung einer drahtlosen Echtzeitsteuerung für mobile Robotersysteme, welche die Fähigkeiten der Roboter verbesserte und neue Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Branchen eröffnete.

 

MFLEX 2025

Im Projekt MFlex 2025 wurden flexible, mobile Robotersysteme für eine effiziente Flugzeugproduktion entwickelt. Die modularen Automatisierungslösungen sind präzise und schnell referenzierbar. Intelligente Software sorgt für einfache Programmierung und sichere Inbetriebnahme der Systeme.

 

Flexible Fertigungszelle zur kombinierten Laserbearbeitung mit adaptiver Greiftechnik

Im Verbundvorhaben koLas stand die Entwicklung einer flexiblen Roboterzelle im Mittelpunkt, die die Bearbeitungsverfahren 3D-Laserschneiden und -schweißen in schnell wechselnder und beliebiger Folge zur Herstellung komplexer Blechbauteile anwendet.  

 

Automatisierbare, robotergestützte Bauteilabdichtung

Im Projekt PrefabElast wurden Lösungen für die automatisierte, robotergestützte Bauteilabdichung entwickelt und in die Vorfertigung von Betonfertigteilen und Haumodulen integriert.  

 

Roboter als Werkzeugmaschine

Im Projekt RoboCasting erforschten wir den Einsatz von Industrierobotern für abtragende und generative Fertigungsverfahren, insbesondere beim Fräsen, Zuschnitt und Modellbau. Dabei entwickelten wir neue Werkzeuge, optimierten die Robotersteuerung und integrierten Sensoren zur Qualitätsüberwachung.  

 

Micropsi Industries Use Case Lab

Im Micropsi Industries Use Case Lab am Fraunhofer IFF in Magdeburg werden neuartige Roboteranwendungen erforscht und umgesetzt. 

 

Serviceroboter für die Inspektion in beengten Räumlichkeiten

Im Auftrag von FM Global untersuchten wir verschiedene Robotertypen auf ihre Eignung als Inspektionslösung für enge Räume.

Anwendungsbereich Medizin

 

Forschungscampus Stimulate

In dem Forschungscampus STIMULATE erforschen und entwickeln interdisziplinäre Teams bildgeführte minimal-invasive Diagnose- und Therapiemethoden.

Anwendungsbereich Life-Science

 

Robotergestützte Gesundheitsstation für ein Digital Health Ecosystem

Das Projekt Neighborhood Diagnostics zielt darauf ab, die Gesundheitsversorgung im ländlichen Raum durch ein digitales Gesundheitsökosystem zu verbessern, das dezentrale Diagnostik mittels Smartphones, intelligenten medizinischen Geräten und tragbaren Geräten ermöglicht.

 

Autonomes Laborassistenzsystem LiSA

Das Projekt LiSA zielte darauf ab, einen mobilen Assistenzroboter für Life-Science-Labore zu entwickeln und zu testen, der Routineaufgaben wie den Transport von Multischalen übernimmt und mit Labormitarbeitern interagiert. 

 

Hochdurchsatz-Wirkstoffscreening in der Medikamentenentwicklung

Im Verbund mit dem DZNE, der Universität Leipzig, der Technischen Universität Ilmenau und dem Fraunhofer Institut IFF Magdeburg  wurde ein neues Verfahren, das sogenannte  impedanzbasierte Multi-Array-Screening, entwickelt. Das Fraunhofer IFF hat eine gerätetechnische Lösung konzipiert und aufgebaut, mit der in bis zu 384 Wells gleichzeitig Wirkstoffe gegen Alzheimer getestet werden können.

 

Vollautomatisches Gewebescreening

TELOMICS ex vivo Robotics ist eine vollautomatische Anlage für das Gewebescreening. Der besondere Vorteil liegt in der vollständigen Integration von Gewebeanzucht und Versuchsdurchführung, die im traditionellen Labor sehr personal- und zeitintensiv sind. Die Laborautomatisierungsanlage wurde im Auftrag der KeyNeurotek AG in Magdeburg entwickelt.

 

Roboterbasierte Probenvorbereitung

Im Projekt MIROB wurde ein Roboter zur automatischen, mikrobiologischen Probenvorbereitung entwickelt.

Anwendungsbereich Pflege

 

Mensch-Technik-Interaktion im Pflegebereich

Wir erforschen und entwickeln Technologien, die dem Menschen in betreuten Wohnungseinrichtungen allgegenwärtig zur Verfügung stehen und deren aktuelle Lebenslagen erfassen sowie situationsspezifisch unterstützen. Dies betrifft insbesondere die Erleichterung des Alltags durch Komfortfunktionen als auch die Erkennung von Notfallsituationen wie Stürzen.

 

Altersgerechte Assistenz durch drucksensitive interaktive Bodenmodule

Im Projekt ALADIN wurden neuartige Bodenbeläge mit hochauflösenden, drucksensitiven Sensorflächen und integrierter Visualisierungsfunktion entwickelt. Mit Hilfe dieser Bodenbeläge erreichen wir eine deutlich verbesserte Bewegungs- und Sturzerkennung sowie eine zielgerichtete Visualisierung von Hinweisen in der eigenen Wohnung.

Anwendungsbereich Kritische Infrastrukturen

 

Kanalinspektion per Serviceroboter

Zur Inspektion und Wartung des Abwasserkanals Emscher haben wir ein System von drei Robotern entwickelt, das eine Inspektion im laufenden Betrieb ermöglicht.

Reinigungsroboter für Fassaden und Glasdächer

Das weltweit erste vollautomatische Fassadenreinigungssystem für gewölbte Glashallen reinigt seit 1997 das Glasdach der Leipziger Messe.

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Der Fassadenreinigungsroboter SIRIUS enthält alle erforderlichen Komponenten wie Roboter- und Reinigungstechnik, Absturzsicherung und Medienversorgung.

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Servicerobotik für Inspektion von Windenergieanlagen

Im Projekt RIWEA wurden neuartige Roboter-Technologien zur vollständigen Zustandserfassung der Rotorblätter von Windenergieanlagen entwickelt.

 

Automatisierte Rotorblattinspektion

Das Fraunhofer IFF entwickelt im Rahmen des Projekts AZuR ein Sensorsystem zur dreidimensionalen Visualisierung der Rotorblattinnenoberfläche basierend auf den Daten eines prototypischen Time-of-Flight Sensors.

 

rokit

Ein neues Kompetenzcluster entsteht, dass beim Einsatz von Assistenzrobotern im öffentlichen Raum umfangreich informiert und unterstützt.