BionicWorkplace: Mensch-Roboter-Kollaboration mit künstlicher Intelligenz
Kurze Produktlebenszyklen und eine hohe Variantenvielfalt sind Anforderungen, die der industrielle Wandel mit sich bringt. Gleichzeitig ist wird es immer wichtiger, Mitarbeiter schnell und intuitiv in neue Aufgaben einweisen zu können. Das verlangt ein neuartiges Zusammenspiel von Menschen, Maschinen und Software. Eine entscheidende Rolle spielen selbstlernende Systeme mit künstlicher Intelligenz und roboterbasierte Automatisierungslösungen, die Hand in Hand mit dem Menschen zusammenarbeiten und sich untereinander vernetzen können. Im BionicWorkplace sind alle diese Anforderungen in einer zukunftsweisenden Arbeitsumgebung vereint.
Die Zukunft der Produktion ist flexibel – bei den hergestellten Produkten ebenso wie beim Arbeitsort und der Gestaltung der Arbeitsumgebung. Künstliche Intelligenz und Machine Learning machen Arbeitsplätze zu lernenden Systemen, die sich kontinuierlich weiterentwickeln und sich optimal an die Anforderungen anpassen. Festo demonstriert dies eindrucksvoll mit dem BionicWorkplace, in dem der Mensch mit einem bionischen Roboterarm sowie zahlreichen Assistenzsystemen und Peripheriegeräten zusammenarbeitet, die miteinander vernetzt sind und untereinander kommunizieren. Die Technik unterstützt den Werker bei seiner Aufgabe und entlastet ihn bei anstrengenden oder gefährlichen Tätigkeiten.
Lernendes System dank Sensorik und künstlicher Intelligenz
Der gesamte Arbeitsplatz ist ergonomisch gestaltet und bis hin zur Beleuchtung individuell an den Menschen adaptierbar. Sensoren und Kamerasysteme erfassen die Positionen von Werker, Bauteilen und Werkzeugen, so dass der Mensch den BionicCobot über Bewegung, Berührung oder über die Sprache intuitiv steuern kann. Eine Software verarbeitet gleichzeitig sämtliche Kamerabilder und Inputs der verschiedenen Peripheriegeräte. Aus diesen Informationen leitet sie den optimalen Programmablauf ab. Das System lernt mit jeder gelösten Aktion dazu und optimiert sich so selbst. So gelangt man von einem gesteuerten, programmierten und festen Ablauf nach und nach zu einem wesentlich freieren Arbeiten.
Wissen teilen und global nutzen
Die einmal gelernten und optimierten Prozesse und Fertigkeiten des BionicWorkplace lassen sich sehr einfach in Echtzeit auf andere Systeme dieser Art übertragen und global zur Verfügung stellen. So ist es möglich, Arbeitsplätze künftig als weltweit vernetzten Verbund aufzubauen und Wissensbausteine darin zu teilen, wobei die Kommunikation der jeweiligen Landessprache angepasst wird. Die Produktion wird dadurch nicht nur flexibler, sondern auch dezentraler: Werker können Produktionsaufträge etwa über Internetplattformen abrufen und sie eigenständig in Kooperation mit den Maschinen ausführen – abgestimmt auf individuelle Kundenwünsche und -bedürfnisse. Auch eine Fernmanipulation des Arbeitsplatzes ist denkbar.
BionicCobot als zentrales Element
Zentraler Bestandteil der Arbeitsumgebung ist der pneumatische Leichtbauroboter „BionicCobot“. Er ist in seinem Aufbau dem menschlichen Arm nachempfunden. Seine Bewegungen werden durch Luftdruck erzeugt, was ihn nachgiebig macht. Dadurch kann er unmittelbar und sicher mit dem Menschen interagieren. Möglich macht dies digitalisierte Pneumatik: Das eingesetzte Festo Motion Terminal eröffnet ganz neue Lösungsräume für die sichere Mensch-Roboter-Kollaboration und erlaubt dem BionicCobot sowohl kraftvolle und schnelle, als auch weiche und feinfühlige Bewegungsabläufe.
Szenario für die individuelle Produktion
Im BionicWorkplace wird ein Szenario für die Herstellung eines individuellen Produkts gezeigt. Um ein persönliches Modell eines Kopfes anzufertigen, schneidet ein Lasercutter Acrylglasscheiben zu. Das zuvor per Smartphone eingescannte Gesicht einer Person wandelt eine Software in ein CAD-Modell um und zerlegt es danach in Scheiben. Nach dieser dreidimensionalen Vorlage schneidet der Lasercutter die Elemente aus. Der BionicCobot nimmt die Scheiben aus dem Schneidebereich und reicht dem Werker die Teile in der richtigen Reihenfolge an, der sie dann zu einem einzigartigen Modell zusammenfügt.
Für den Materialnachschub sorgt in diesem Szenario ein Robotino®, der autonom zwischen den Stationen pendelt und mittels Laserscanner sicher seinen Weg findet. Beladen wird er von einer weiterentwickelten Version des BionicMotionRobot, einer Softrobotik-Struktur mit pneumatischen Kammern und einem 3D-gestrickten Textilbezug. Damit vereint dieser Aufbau alle wesentlichen Elemente der Robotik.
