Tauberbischofsheim. Die Entwicklung in der Servicerobotik gewinnt deutlich an Fahrt, das haben die zweiten internationalen Expertentage Servicerobotik des Lauffener Spann- und Greiftechnikspezialisten SCHUNK gezeigt. Die hochkarätig besetzte, zweitägige  Veranstaltung führte Mitte Februar Fachleute aus der ganzen Welt zusammen, um Forschungsprojekte und Trends vorzustellen, die einzelnen Experten und Institutionen intensiver miteinander zu vernetzen sowie bedarfsgerechte und marktfähige Servicerobotikanwendungen zu identifizieren.

Expertentage ermöglichen intensiven Austausch

Mit seinen mechatronischen Modulen, anthropomorphen Händen und geschickten mehrgliedrigen Greifern ist SCHUNK schon seit langem ein gefragter Entwicklungspartner in Sachen Servicerobotik. Im vergangenen Jahr organisierte der Automationsspezialist erstmals die Expertentage als internationale Plattform für die Servicerobotik-Community. Das große und vielfältige Interesse der Teilnehmer in diesem Jahr zeigt, wie wichtig der intensive, weltweite Austausch über die einzelnen Forschungs- und Praxisprojekte geworden ist.

Globales Experten-Netzwerk sieht Roboter als flexiblen Helfer

Statt in der Fabrikautomation an fest definierten Plätzen fest definierte Tätigkeiten zu verrichten, sollen Roboter künftig in Interaktion mit Maschinen, mit anderen Robotern oder mit Menschen unterschiedlichste Aufgaben erledigen. Monotone und anspruchslose Arbeiten zählen ebenso zu ihrem Einsatzgebiet wie unangenehme, schmutzige oder gefährliche Tätigkeiten. Das Ziel der Servicerobotik ist es, den Menschen bei der Arbeit oder in täglichen Leben aktiv zu unterstützen. Aus einer kleinen Gruppe von Robotikvisionären ist mittlerweile eine interdisziplinäres, globales Netzwerk geworden, das an der Zukunft des Roboters als flexibler Helfer im industriellen und häuslichen Umfeld arbeitet.

Industrie entdeckt zunehmend das Potenzial von Servicerobotern

Mittlerweile hat die Servicerobotik unterschiedlichste Facetten. Vom vergleichsweise einfachen autonomen Staubsauger über den geländegängigen Mondrover bis zum hochkomplexen humanoiden Alleskönner reicht das Spektrum der Anwendungen, an denen derzeit geforscht wird. Obgleich viele Aufgaben innerhalb der Service¬robotik erst noch zu lösen sind, beweist so manche Anwendung bereits heute ihre Praxistauglichkeit.

In der Landwirtschaft beispielsweise konnten sich bereits Melkroboter etablieren. Im Labor erarbeiten heute schon mobile Serviceroboter Versuchsreihen. In Industriebetrieben sorgen sie flexibel für Nachschub an der Montagelinie und als Überwachungs- und Sicherheitsroboter werden sie in gefährlichen Umgebungen eingesetzt. Selbst als Trainingspartner für behinderte Kinder haben sich interaktive Roboter bereits bewährt. Kein Wunder also, dass das Interesse der Industrie inzwischen deutlich gewachsen ist, seit sie die mobilen, flexibel einsetzbaren, interaktiven Helfer für sich entdeckt hat.

Herausforderung Mensch

Immer wieder wird bei den SCHUNK Expertentagen deutlich, dass eine der größten technologischen Herausforderungen der Servicerobotik die Interaktion mit dem Menschen ist. Zum einen spielen dabei Sicherheitsaspekte eine große Rolle, denn Serviceroboter sind in der Regel frei beweglich. Sie brauchen daher intelligente technische Lösungen, die zuverlässig Kolissionen mit Menschen, aber auch mit Gegenständen vermeiden.

Zum anderen gilt es, die Mensch-Roboter-Kommunikation zu optimieren. Während die Spracherkennung schon weit fortgeschritten ist, arbeitet die Forschung mittlerweile an der technischen Entschlüsselung und Interpretation der menschlichen Gestik und Mimik, um künftig auch eine intuitive Kommunikation zwischen Roboter und Bediener zu ermöglichen. Neben Ingenieuren, Mechatronikern, Informatikern und Industriedesignern arbeiten daher unter anderem auch Psychologen und Soziologen auf dem Gebiet der Servicerobotik. Ihr Wissen soll dazu beitragen, dass sich Roboter und Mensch gegenseitig verstehen. Zudem sollen sie helfen, die Akzeptanz von Servicerobotern beim Menschen zu erhöhen.

Herausforderung Flexibilität

Wenn Roboter in einer unbekannten Umgebung flexibel agieren sollen, brauchen sie eine Art Vorstellung von dieser Umgebung und von möglichen Handlungsalternativen. Sie müssen in der Lage sein, sich an die jeweilige Umgebung anzupassen, eigenständige Handlungsstrategien zu entwickeln und Alternativen gegeneinander abzuwägen. Künftig sollen Serviceroboter auch bei unvorhergesehenen Ereignissen in der Lage sein, ihre Aufgabe auszuführen. Die Entwicklung kognitiver Fähigkeiten ist daher ein entscheidender Schwerpunkt in der aktuellen Servicerobotikforschung. Dazu zählt das Kennenlernen einer neuen Umgebung mittels elektronischer und optischer Messverfahren ebenso wie die Entwicklung von Systemen, die ein selbständiges Lernen, Planen und Entscheiden möglich machen. Auch hier arbeiten interdisziplinäre Teams intensiv an praktischen Lösungsansätzen.

Herausforderung Konstruktion

Ein drittes Schwerpunktthema ist die Konstruktion und das Design praxistauglicher Serviceroboter. Mit Hilfe computergestützter Simulationen konnte die Entwicklung in jüngster Zeit deutlich beschleunigt werden. Künftige Konzepte sollen leicht und robust sein, einen hohen Freiheitsgrad gewährleisten und je nach Einsatzgebiet zum Teil auch eine uneingeschränkte Mobilität ermöglichen. Im Gegensatz zu spezialisierten Lösungen, die in der Regel erst in großen Serien Sinn machen, könnten modulare, semistandardisierte Konzepte schon bald unterschiedlichste Anwendungen ermöglichen.

Serviceroboter im Spagat zwischen Können und Kosten

Immer wieder kristallisierte sich in den einzelnen Vorträgen ein ganz entscheidender Punkt heraus: Die weitere Entwicklung der Servicerobotik hängt wesentlich  davon ab, wie den Entwicklern von Servicerobotern künftig der Spagat zwischen Leistungsfähigkeit und Kosten gelingt. Häufig sind die relativ hohen Kosten von Servicerobotiklösungen eine Hemmnis bei der Entwicklung serientauglicher Konzepte.

Für Roland Tschakarow, Bereichsleiter Systemlösungen Mechatronik bei SCHUNK, steht daher fest, dass der nächste Entwicklungsschritt der Servicerobotik in der industriellen Anwendung liegen wird. „Mit Hilfe modularer Konzepte lassen sich bereits heute Lösungen realisieren, die im praktischen Einsatz überzeugen und sich auch unter betriebswirtschaftlichen Aspekten für den Anwender rentieren.“ Mit der Weiterentwicklung der Dextrous Hand ist SCHUNK auf diesem Gebiet einen entscheidenden Schritt voran gekommen: Die innovative SDH-2 von SCHUNK, eine standardisierte Drei-Finger-Greifhand, ermöglicht unzählige Greifvarianten. Sie verfügt über drei identische Finger, wovon sich zwei sogar drehen lassen. Taktile Sensoren sorgen zusätzlich für einen feinfühligen und zugleich sicheren Griff. Als modular einsetzbares Bauteil kommt sie bereits heute in unterschiedlichsten Servicerobotern zum Einsatz.

Fazit:

Der industriell gefertigte und zugleich in der Industrie eingesetzte Serviceroboter ist in greifbare Nähe gerückt. Hier sind sich alle Experten einig. Während sich komplexe Haushaltsroboter eher noch in einem frühen Entwicklungsstadium befinden, gibt es bereits überzeugende Konzepte für den industriellen Einsatz der flexiblen Helfer. Das konkrete Interesse der Industrie zeigt, dass der Serviceroboter reif dafür ist, den Schritt aus den Forschungslabors in den betrieblichen Alltag zu wagen. Das Einsatzpotenzial ist aus heutiger Sicht beinahe grenzenlos. Man darf also gespannt sein, wie schnell industrielle Anwender diese Chancen für sich erschließen. Sicherlich werden bei den SCHUNK-Expertentagen 2010 bereits die ersten Erfolge zu sehen sein.
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