Forschende entwickeln flexibles und intuitives Roboter-System

Roboter sind aus Produktions- und Montagehallen nicht mehr wegzudenken. Doch für viele Firmen ist eine fest installierte Automatisierungslösung wirtschaftlich nicht sinnvoll, insbesondere dann, wenn die Produktevielfalt gross ist, die Losgrössen aber klein. Zudem muss ein System je nach Produktionsbedarf schnell auf neue Aufgaben umgestellt werden können und flexibel genug sein, um die Integration neuer Produkte zu ermöglichen. Um ad hoc flexible Automatisierungslösungen entwickeln zu können, arbeiten Forschenden des Institute for Human Centered Engineering HuCE der Berner Fachhochschule BFH zusammen mit einem Wirtschaftspartner an einem kollaborativen Roboter-System, das flexibel, einfach anzupassen und intuitiv in der Bedienung sein soll.

Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine

Das im von der Innosuisse unterstützten Forschungsprojekt AgileRobotics zu entwickelnde System soll die Effizienz der Automatisierung mit der menschlichen Flexibilität verbinden. Dafür braucht es eine intelligente Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine, die es ermöglicht, vom Menschen definierte Ziele in konkrete Handlungen des Roboters zu übersetzen. Die Schnittstelle besteht aus einer dreischichten Architektur: Tasks, Skills und Device Primitives (siehe Abbildung). Die Tasks entsprechen der natürlichen Sprache, die Device Primitives den Fähigkeiten der Maschine. Skills sind objektorientiert und dienen als Kommunikationsbrücke. Neue Tasks werden kreiert, indem Skills kombiniert werden. Neue Skills entstehen durch die Kombination von Device Primitives. So kann der Roboter auch ohne Programmierkenntnisse auf neue Aufgaben eingestellt werden. Bei der Mensch-Maschine-Schnittstelle verfolgen die Wissenschaftler*innen einen Design-Thinking-Ansatz: Sie wird gemeinsam mit den Arbeitnehmer*innen entwickelt und von diesen kontinuierlich getestet. Denn eine geringe Technologieakzeptanz gilt als eine der Hauptursachen für das Scheitern der Einführung von Cobotic-Systemen. Eine erfolgreiche Umsetzung hingegen kann dazu beitragen, dass die Mitarbeitenden ihre Fähigkeiten weiterentwickeln, neue Kompetenzen erwerben und ihre Tätigkeit diversifizieren. So stärkt die aktive Beteiligung der Mitarbeitenden an der Entwicklung und ständigen Verbesserung des Robotersystems das Humankapital des Unternehmens und trägt zur Steigerung von Motivation, Qualität und Effizienz bei.

Die Forschungsgruppe von Sarah Dégallier Rochat vom Labor für Computerwahrnehmung und virtuelle Realität hat sich bereits im Rahmen mehrerer Projekte auf die Entwicklung intuitiverer Mensch-Maschine-Schnittstellen spezialisiert. Das Projekt AgileRobotics wird sich insbesondere auf die Ergebnisse des laufenden Projekts Cobotics, digital skills and the re-humanization of the workspace des SNF-Programms «FNP77 – Digitale Transformation» stützen.