Nutzung von Tracking-Technologien der virtuellen Realität, in Form eines Datenhandschuhs, zur Transformation menschlicher Bewegungsfolgen auf einen Industrieroboter als neue Form der Mensch-Roboter-Interaktion

Autoren: Adler, Dander und Witt

Kategorie: Digitale Assistenten

Chair: Kluge

Beitragskurzfassung:
Die Transformation menschlicher Arbeitsaufgaben auf einen Industrieroboter stellt bis heute eine Herausforderung dar. Sowohl die Hand-Auge-Koordination des Menschen als auch der intuitive „Griff-in-die-Kiste“ sind bis heute nicht vollumfänglich zu automatisieren. Verschiedene Ansätze, wie beispielsweise optische Marker in Verbindung mit Bildverarbeitung, stoßen in individuellen Fertigungssituationen an ihre Grenzen.
Ein neuer Ansatz soll dieses Problem mit Hilfe von VR-Trackingtechnologien und der Kopplung unterschiedlicher Sensorkonzepte unter neuartiger Aufbereitung der kinematischen Rohdaten, mittels Künstlicher Intelligenz, adressieren. Eine neue Form der Mensch-Roboter-Interaktion wird vorgestellt, indem zunächst Bewegungsfolgen der manuellen Tätigkeiten mittels Sensorhandschuhen erfasst werden, die gewonnenen Daten automatisiert und digital aufbereitet werden, um diese asynchron einem Robotersystem auf Basis ROS zur Verfügung zu stellen. Die Aufbereitung der Daten beinhaltet die Transformation menschlicher Bewegungsfolgen in die Bahnplanung für Automatisierungskomponenten.
Als Anwendungsbeispiel des entstehenden Gesamtsystems wird eine Fügeoperation mit Primitiven ausgewählt. Das Trackingsystem wird anhand des Roboter-Koordinatensystems am bestehenden manuellen Arbeitssystem ausgerichtet und eine Evaluierung vorgenommen, welche eine Abweichung im Bereich von unter fünf Millimetern aufweist. Validiert wurde das Verfahren mit einem Sensorhandschuh der Marke Sensoryx und einem kollaborierenden Roboter der Marke Universal Robotics (UR 3).
Um die industrielle und weitere wissenschaftliche Anwendung des entwickelten Systems sicherzustellen soll die bisherige Rohdatenverarbeitung verbessert werden. Hierzu ist die Nutzung eines neuronalen Netzwerks geplant, um die Extraktion der bereinigten Bewegung auf Grundlage wiederkehrender Messungen desselben Vorgangs zu stützen und auf diese Weise insbesondere die Kollisionsgefahr des eingesetzten Roboters zu eliminieren. Künstliche Intelligenz bildet somit die Basis der Datenaufbereitung. Eine Nutzung ist für das „Heranführen“ von Menschen an mechatronische Systeme durch einen niederschwelligen Zugang geplant.

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Raum 2
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Adler, Dander, Witt