Verlässliche und vertrauensvolle Mensch-Roboter-Kollaboration mit großen Robotern

Inhalt und Fragestellungen

Die aktuelle Forschung im Bereich der Mensch-Roboter Kollaboration (MRK) beschränkt sich in den meisten Fällen auf die Evaluierung der Methoden mit Hilfe von sogenannten „compliant robots“ (Leichtbauweise, niedrige Reichweiten / Traglasten). In vielen realen Anwendungen werden aber Roboter benötigt, die große Lasten transportieren können oder deren Reichweite für die Bearbeitung großer Bauteile ausreichend ist. In solchen Fällen ergeben sich für die Mensch-Roboter Kollaboration neue Fragestellungen, die im Projekt untersucht werden sollen. Diese umfassen

• Robuste Erkennung des Menschen und die Interpretation seiner Aktionen im Aufgabenkontext, inklusive Selbstdiagnose-Funktionalitäten zur Bewertung der Sicherheit der Vorhersage.
• Existierende Sicherheitseinrichtungen sind unzureichend, um eine effiziente Kooperation mit großen Robotern zu erlauben. Das einfache Abschalten oder Reduzieren der Geschwindigkeit bei bloßer Annäherung an den Roboter verhindert jede sinnvolle Zusammenarbeit. Sicherheitseinrichtungen müssen daher intelligenter werden und die Situation als Ganzes bewerten können um effizientere MRK zu erlauben.
• Große Roboter werden oft als bedrohlich empfunden. Um die Kooperation effizient zu gestalten, muss das technische Gesamtsystem daher ein gewisses Maß an Vertrauen herstellen, ohne aber den Menschen zu leichtsinnigem Verhalten zu verleiten. Dazu ist eine Bewertung des Vertrauens notwendig, sowie Interaktionsmethoden, mit denen Vertrauen beeinflusst werden kann.

Die entwickelten Technologien sollen anhand von drei Use-Cases demonstriert und evaluiert werden. Diese Anwendungsfälle umfassen folgende Themen:

• Die Herstellung von Faserverbundbauteilen, im Besonderen den Prozess des (kollaborativen) Ablegens von Fasermaterialien in eine Form.
• Die roboterbasierte Inspektion und Nacharbeit von großen Bauteilen.
• Die kollaborative Durchführung von Wartungsarbeiten an Fahrzeugen.

 

Die erwarteten Ergebnisse des Projektes sind

• KI-basierte Verfahren zur robusten Detektion von Menschen mit integrierter Selbstdiagnose, so dass das Restrisiko abschätzbar wird.
• Methoden zur Interaktion von Mensch und Roboter, mit dem Ziel Vertrauen zwischen Mensch und Roboter herzustellen und zu kontrollieren.
• Methoden zur intelligenten Herstellung eines sicheren Verhaltens auf Systemebene, durch die Nutzung von Sensordaten und AI, unter der Nebenbedingung einer effizienten Kollaboration.
• Drei Roboterzellen, mit denen die Methoden an den oben beschriebenen Anwendungsfällen demonstriert werden können.

Im Rahmen des Grundlagenforschungsprojektes wird nicht auf das Thema der Zertifizierung von Sicherheitseinrichtungen eingegangen.

 

Fördergeber:

• Land Oberösterreich
• Investitionen in Beschäftigung und Wachstum Österreich/ EFRE & JTF 2021-2027

Budget: 1.542.885 €

Projektzeitraum: 1.4.2024 – 31.12.2028