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Eckdaten

Begin:

15.09.2020

End:

14.09.2023

Duration:

3 years

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Funding

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Motivation

Aufgrund der demographischen Situation in Deutschland werden die Arbeitskr?fte im Durchschnitt immer ?lter und zus?tzlich herrscht ein Mangel an qualifizierten Fachkr?ften. Um den Produktionsstandort Deutschland weiterhin attraktiv zu gestalten, stellt die Digitalisierung von Produktionsprozessen und die sichere und effiziente Kooperation zwischen Mensch und Maschine eine interessante Zukunftsperspektive dar: Durch Produktionsassistenzsysteme kann zum einen der Fachkr?ftemangel durch Roboter kompensiert werden, und zum anderen werden ?ltere Mitarbeiter bei physisch beanspruchenden T?tigkeiten entlastet. Für die Personensicherheit im Betrieb werden spezielle, sicherheitsgerichtete Sensoren verwendet, die den Bereich um das Robotersystem in statische definierte, grobe Zonen einteilen. Sobald eine Person eine Zone betritt, wird der Roboter verlangsamt bzw. vollst?ndig angehalten.

Ziel des Vorhabens ist es, den Einsatz von kollaborativen Robotern im Umfeld von Menschen zu vereinfachen, in dem mehrere nicht sichere Sensoren mittels Datenfusion und Methoden der künstlichen Intelligenz zu einem insgesamt sicher zertifizierbaren System vereint werden. Im Bereich der nicht sicheren Sensorik stehen überdies eine deutlich breitere Palette an Sensormodalit?ten und eine deutlich gr??ere Menge an Daten zur Verfügung, sodass mit dem verfolgten Ansatz die Schutzzonen um den Roboter dynamisch und feingranular definiert werden k?nnen.

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Ziele und Vorgehen

Ziel des Vorhabens ist es, den Einsatz von kollaborativen Robotern im Umfeld von Menschen zu vereinfachen, in dem mehrere nicht sichere Sensoren mittels Datenfusion und Methoden der künstlichen Intelligenz zu einem insgesamt sicher zertifizierbaren System vereint werden. Im Bereich der nicht sicheren Sensorik stehen überdies eine deutlich breitere Palette an Sensormodalit?ten und eine deutlich gr??ere Menge an Daten zur Verfügung, sodass mit dem verfolgten Ansatz die Schutzzonen um den Roboter dynamisch und feingranular definiert werden k?nnen.

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Im Projekt sollen Konzepte und eine darauf abgestimmte Auswertungselektronik entwickelt werden, die es erm?glicht, eine gro?e Bandbreite von Sensoren, Messverfahren und KI-Methoden zu einem sicherheitsgerichteten Sensorsystem zu kombinieren. Durch eine geschickte Kombination verschiedener Sensorarten soll Redundanz und damit Ausfallsicherheit gew?hrleistet werden, um auch mit günstigen Sensoren funktionale Sicherheit realisieren zu k?nnen. Durch die Fusion verschiedener Signale soll ein pr?zises Modell des Produktionssystems erzeugt werden, welches eine besonders enge und flexible Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter erm?glicht, die etablierte Systeme weit übertrifft. Eine gro?e Rolle spielt dabei die dynamischen Definition von Arbeitsr?umen für den Roboter, abh?ngig von den Positionen der Menschen im Arbeitsbereich. Des weiteren k?nnen durch Vorhersagen der menschlichen Bewegungsmuster ungewollte Ann?herungen gezielt vermieden werden, und folglich der gesamte Arbeitsprozess intuitiver und effizienter gestaltet werden.

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Innovationen und Perspektiven

Der klassische Ansatz für die Absicherung einer Applikation im Bereich Mensch-Roboter-Kooperation besteht in der Verwendung speziell zertifizierter und entsprechend teurer Sensoren, die durch eine Verschaltung von einfachen Funktionsbausteinen auf einer Sicherheitssteuerung ausgewertet werden. Die Sensoren und die Roboter liefern dabei lediglich bin?re Signale (?berwachungsraum verletzt/nicht verletzt) und erm?glichen damit wenig Flexibilit?t und Komplexit?t bei der Verarbeitung der vorhandenen Daten.

Das Potenzial der Sensorik und vor allem der Kombination verschiedener Sensorarten wird bei weitem nicht ausgesch?pft. Unter Verwendung des neuen Systems k?nnen sowohl neue Sensoren einfacher in beliebige Roboteranwendungen integriert werden, als auch Kooperationen mit menschlichen Arbeitskr?ften dynamischer gestaltet werden. Das entwickelte System kann somit einen gro?en Beitrag im Bereich der Mensch-Roboter-Kooperation liefern.

Partner

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