Projekt Care-O-bot

Kooperative Roboter

Der weltweite Robotermarkt wächst: Während 2005 circa 923.000 Industrieroboter im Einsatz waren, sollen es 2009 bereits 1,1 Millionen sein. Über den künftigen Einsatz neuer Robotertechnologien in Industrie und Service äußert sich Prof. Dr.-Ing. Alexander Verl. Er leitet gemeinsam mit Prof. Engelbert Westkämper das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart.

In der Industrie werden Roboter schon seit Jahrzehnten genutzt. Welche aktuellen Trends gibt es heute?
In den vergangenen Jahren gelang es, den Preis von Robotern deutlich zu senken. Daher werden sie jetzt auch in viel größeren Stückzahlen eingesetzt. Ein wichtiger Schritt in die Zukunft sind Roboter, die miteinander arbeiten, zum Beispiel gemeinsam ein schweres Bauteil tragen. Andere Roboter führen dann Bearbeitungs- oder Fügeaufgaben aus. Ein weiterer Trend ist der Einsatz von Sensorik. Über Kamerasysteme oder Kraft- und Momentsensoren erhalten die Roboter Sinne wie Sehen und Tasten. An einem weiteren wichtigen Trend arbeitet das IPA als Projektkoordinator im Rahmen eines großen EU-Projektes: man möchte Roboter für kleine und mittlere Unternehmen anwendbar machen.

Wie müssen Roboter für kleine und mittlere Unternehmen aussehen?
Die Systeme müssen vor allem schnell und einfach programmierbar sein. In kleinen Betrieben gibt es keine Ingenieure, die wochenlang einen Roboter programmieren, bis er das tut, was er tun soll. Die Roboter müssen sich über Vormachen, Spracheingabe und Gestik steuern lassen. Es wäre ein Durchbruch für die Roboterindustrie, wenn auch im Werkstattbereich Roboter sinnvoll eingesetzt werden könnten.

Das heißt, die Interaktion von Mensch und Maschine muss einfacher werden?
Ja, das ist eines der Hauptgebiete, an denen in der Robotik und Automatisierungstechnik gearbeitet werden muss. Noch ist es einfach zu schwierig, die Systeme zu programmieren.

Das IPA entwickelte den mobilen Serviceroboter Care-O-bot. Wie ist der aktuelle Stand dieses Projekts?
Bald wird eine neue Version vorgestellt. Diese dritte Generation kann verschiedenste Hol- und Bringdienste leisten. Der Roboter ist mit einem Arm und einer Greifhilfe ausgestattet, so dass er zum Beispiel Flaschen öffnen kann. Es wurde ein neuartiges Kamerasystem integriert, das sogar dreidimensionales Sehen ermöglicht. Wir legten großen Wert auf die Formgebung und arbeiteten daher mit bekannten Designern zusammen. Neu ist auch die Oberfläche. Erstmals verwenden wir funktionale Materialen, in die zum Beispiel Sensorik eingebaut ist. Zudem ist die Hülle nicht starr, sondern lässt sich verformen.

Welche Aufgaben könnte dieser Serviceroboter übernehmen?
Er könnte alte und behinderte Menschen im Haushalt unterstützen. Der Roboter soll über die Sprache bedient werden. Sie sagen einfach „Bring mir das Medikament X!“ und der Roboter erledigt die Aufgabe selbstständig. Es ist auch denkbar solche Roboter als Helfer für das Krankenhauspersonal einzusetzen. Wenn mehrere davon zum Einsatz kommen, könnten sie auch untereinander kommunizieren und Information, die sie autonom gesammelt haben (zum Beispiel über das Vorhandensein eines Geräts in einem Krankenhausbereich) an einen Roboterkollegen in einem anderen Krankenhausbereich melden, der gerade danach auf die Suche geschickt wurde. Wir haben verschiedenste Ideen, wie ein Kollektiv von Care-O-bots im Krankenhaus einsetzbar ist.

Was müssen die Roboter noch lernen, damit sie wirklich im Haushalt eingesetzt werden können?
Das ist eher kein Problem des Lernens, sondern ein Problem des Preises – immer noch. Wenn ein Staubsauger, der selbständig fährt, nicht mehr zehnmal so teuer wie ein normaler ist, sondern vielleicht nur noch doppelt soviel kostet, dann wird er auch öfter eingesetzt.

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An welchen Zukunftsthemen arbeitet das IPA im Bereich Robotik?
Die Rechner werden immer leistungsfähiger. Früher brauchte man die gesamte Rechnerleistung, um beispielsweise nur einen Roboter zu fahren. Heute ist noch die Hälfte der Prozessorleistung übrig. Daher ließe sich noch die Sensordatenverarbeitung oder die Simulation in die Steuerung integrieren. Themen wie Kollisionsvermeidung oder Optimierung von Regelkreisen können in Angriff genommen werden. Daran arbeiten wir gemeinsam mit unserem Partnerinstitut an der Universität Stuttgart. Wir lernen gerade, wie sich Automatisierung und Robotik in der Biotechnologie nutzen lassen, um etwa künstliche Haut zu züchten oder Biochips zu produzieren. Roboter werden immer dann eingesetzt, wenn die Arbeit besonders schmutzig, schwer, gefährlich und monoton für den Menschen ist oder wenn es relativ genau sein muss.

Das Gespräch führte Birgit Niesing.

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