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Industrielle Gestensteuerung – Der Mensch als Maschinen-Dirigent in der kollaborativen Fertigung

Mittels Gesten kommunizieren wir meist mit Menschen oder auch Tieren. Aber was wäre, wenn wir zukünftig auch mit den Maschinen via Gesten kommunizieren? Dass dies heutzutage nicht nur Fiktion ist, sondern ein Stück Wirklichkeit, zeigt ein Projekt der Abteilung Kognitive Mensch-Maschine-Systeme im Automobilbau. Lesen Sie selbst.

Sie hören auf die Hand: Roboter im Automobilbau ohne Berührung kontrollieren 

Die flache Hand in die Luft halten, ein Wischen nach links oder rechts – wie bei Spielkonsolen werden Roboter in Fabriken zukünftig berührungslos kontrolliert. Denn die industrielle Gestensteuerung ist nun marktreif. Entwickelt haben sie Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU. Sie basiert auf der intelligenten Kopplung optischer Sensoren, innovativer Bildverarbeitungsverfahren und berührungsloser Bedieninterfaces. Die direkte Zusammenarbeit von Menschen und Robotern in der Produktion wird damit intuitiver, effizienter und ergonomischer. Geltende Richtlinien zur Maschinensicherheit und zum Datenschutz werden dabei eingehalten. 

Aus der übergreifenden Entwicklung ergeben sich verschiedene Anwendungsszenarien mit wirtschaftlichem Potenzial: 

  • Gestenbasierte Interaktion mit Robotersystemen 
  • Einrichten von Robotern mittels Gesten 
  • Berührungslose Interaktion mit Automatisierungssystemen, bspw. für Qualitätskontrollen 

Ihre Marktreife hat die Gestensteuerung im Automobilbau schon bewiesen, zum Beispiel bei der Volkswagen Sachsen GmbH. Dort sieht man klare Vorteile bei der Herstellung des hochmodernen Modularen E-Antrieb-Baukastens (MEB). IWU-Projektleiter Paul Eichler:  

»Antrieb für unseren Partner war, die Ergonomie für Mitarbeitenden in der Prüf- und Arbeitsstation am Ende der Ausschweißlinie im Karosseriebau zu verbessern. Wir haben gezeigt, dass unser System gestengesteuerter Industrieroboter in der Fertigung viele Vorteile bringt. Die Gestensteuerung ermöglicht es den Beschäftigten, die Position und Ausrichtung des Roboters individuell und in feinen Abstufungen einzustellen.«

Abbildung 1: Automobilproduktion bei Volkswagen in Zwickau: Berührungsfreie Gestensteuerung von Schwerlastrobotern im Anwendungstest 

Es bleibt nicht nur bei Gesten – Perspektiven für die Fabrik der Zukunft 

Die natürliche Interaktion zwischen Mensch und Maschine ist derzeit ein höchstdynamisches Entwicklungsfeld. Insbesondere Technologien zur intuitiven Bedienung und Einrichtung von Robotern stellen wichtige Schlüsseltechnologien für den kosteneffizienten Einsatz von Robotern dar. Sowohl Roboterhersteller, Systemintegratoren aber insbesondere auch junge Start-Ups haben die Potenziale längst entdeckt. Schlagworte wie »No-Code Programming« und »Programmieren durch Vormachen« charakterisieren die einstige Vision, welche mittlerweile Realität geworden ist. Dabei liegt der Fokus insbesondere auf Interaktionskonzepten, welche auf dem natürlichen menschlichen Verhalten basieren, bspw. Sprache, Gestik oder Vormachen mittels Zeigen auf Objekte. 

Eine besondere Herausforderung bei der Entwicklung von Mensch-Maschine-Systemen stellt die erforderliche Interdisziplinarität der Entwicklungsteams dar. Bei der Gestaltung von Anwendungen und Technologien zur Mensch-Technik-Interaktion sollten nicht nur technisch-funktionale Aspekte, sondern auch die benutzerfreundliche („menschzentrierte“) Gestaltung im Vordergrund liegen. Hier ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Experten der Ingenieurs- und Humanwissenschaften gefragt. Aufgrund dieser Herausforderungen werden grundlegende Konzepte und teils auch bereits industriell einsatzfähige Technologien und Systeme, oft durch Forschungsinstitute entwickelt. Das Fraunhofer IWU und die Abteilung Kognitive Mensch-Maschine-Systeme leisten dabei einen Beitrag für die Entwicklung anwendungsnaher Systeme zur Mensch-Technik-Interaktion. 

Abbildung 2: So sieht der Roboter einen Menschen: Ein Forscher des Fraunhofer IWU demonstriert die industrielle Gestensteuerung aus der Perspektive eines Roboters.

Auf seinem YouTube-Kanal hat das Fraunhofer IWU einen kurzen Film veröffentlicht, der die industrielle Gestensteuerung von Robotern veranschaulicht.

Gerne können Sie jederzeit auf uns zukommen, wenn Sie Unterstützung bei der Planung von Mensch-Maschine oder Mensch-Roboter-Systemen benötigen. Falls Sie näheres Interesse an der industriellen Gestensteuerung haben, melden Sie sich gerne. Wir stehen Ihnen jederzeit als Ansprechpartner bereit.

Weitere Informationen bezüglich der industriellen Gestensteurung können Sie unserem Produktblatt “Mehrwert industrielle Gestensteuerung” entnehmen.


Titelbild: © Fraunhofer IWU
Abbildung 1: © Fraunhofer IWU
Abbildung 2: © Fraunhofer IWU

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