Low Energy Robotic Forscher senken Energieverbrauch von Robotern deutlich

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Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

INFOMOTION GmbH

Im Rahmen des Forschungsprojekts „GreenBotAI“ will man Robotersysteme flexibler machen und den Energiebedarf im Idealfall um 25 Prozent senken. Infos auf der Hannover Messe ...

Kleinere Losgrößen anstelle von Masse, komplexere Produktionslinien, steigender Wettbewerbsdruck, instabile Lieferketten, heißen die Herausforderungen, denen sich die Beteiligten am deutsch-französischen Forschungsprojekt „GreenBotAI“ mit Blick auf die Robotik stellen. Drei Stoßrichtungen stehen dabei im Vordergrund. Erstens soll auch in Pandemiezeiten die Produktion künftig nicht mehr abreißen. Zweitens soll Europas Unabhängigkeit in der Produktionsautomatisierung gestärkt werden. Und drittens will man den Energieverbrauch von Roboteranwendungen in europäischen Fabriken deutlich zu senken, wie oben bereits geschrieben. Technisch setzt man bei den Reaktions- und Latenzzeiten von Industrierobotern, einer optimierten Bahnplanung sowie der Ausführung bestimmter Aufgaben noch während der Roboterbewegung (“On the fly“) an, wie es weiter heißt. Ohne Zwischenstopp sei dann etwa die Aufnahme von 2D-Bildern zur Objekterkennung für die gewünschte Handlings- oder Montageaufgabe möglich. In dem deutsch-französischen Forschungsprojekt ist das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU aus Chemnitz der Konsortialführer.

Es steht ein Generationenwechsel in der Robotik an ...

Der Projektschwerpunkt liege auf einem agilen Ansatz für den Umgang mit Materialien und Werkstücken. KI-Algorithmen (KI = künstliche Intelligenz) sollen der Fertigung mit Robotersystemen dabei mehr Flexibilität verleihen und die Produktion in verschiedensten Industriebereichen beschleunigen. Das Ziel ist eine „intelligente“ Robotik, die komplexe Aufgaben auch spontan erledigen kann, wie das IWU anmerkt. Erforderliche Hardwarekomponenten, neue „Deep Learning“-Methoden zur Überwachung sowie Verbesserungen bei Datenverarbeitung und Fehlerkontrolle sollen dabei nicht weniger als einen Generationenwechsel in der Robotik einläuten. Im Projekt arbeitet man, wie gesagt, an mehreren Stellhebeln, um den Energiebedarf bei Robotersystemen in einer Größenordnung von bis zu 25 Prozent zu senken. Dazu zählen datenreduzierte KI-Modelle, beschleunigte Greifaufgaben und eine verringerte Rechenleistung, wie die Forscher präzisieren.

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Hannover-Messe-Besucher dürfen live dabei sein ...

Auf der Hannover Messe 2024 zeigen die Projektpartner, wie gut sie bereits vorangekommen sind. Ein mit industrieller Kameratechnik in 2D aufgenommenes Einzelbild („One Shot“-Demonstration) des Bauteils und wenig Rechenleistung genügten bereits, damit der Roboter dieses Bauteil aufnehmen, überprüfen und in die gewünschte Position bringen könne. Dabei übernimmt die am Fraunhofer IWU entwickelte Software Xeidana die Kontrolle, ob auch das richtige Bauteil aufgenommen wurde. Gäste am Messestand dürfen es selbst ausprobieren, wie die Aussteller betonen. Sie legen dazu ein Zahnrad an beliebiger Stelle auf einem Tisch im Arbeitsraum eines kollaborativen Roboters (Cobot) ab. Auf Basis der Bildinformation ermittelt die Software die Positionen aller Objekte relativ zum Roboter. Sie berechnet dann die Roboterbahn und bestimmt die Griffposition, wie es weiter heißt. Der Roboter greift nun das Zahnrad, prüft es und verlässt sich dabei ganz auf die Bildinformationen. Dabei kommt die echtzeitfähige Auswertung von Kraftdaten ins Spiel, die dem Roboter vorgibt, wie er das aufgenommene Zahnrad in ein zweites Zahnrad einpassen soll. Das funktioniert mit einer smarten Anwendung von KI, die den Tastsinn des Menschen imitiert. Alle echten Aktionen des Roboters werden dabei zusätzlich über einen Digitalen Zwilling visualisiert. Die Montage sowie die Anwendung zur integrierten Qualitätskontrolle könne man ebenfalls live erleben.

Die an „GreenBotAI“ beteiligten Projektpartner:

Projektpartner in „GreenBotAI“ sind außer dem Fraunhofer IWU die Hochschule München (Fakultät für angewandte Naturwissenschaften und Mechatronik), der Softwareentwickler Inbolt SAS sowie die École Nationale Supérieure d‘Arts et Métiers (Ensam Lispen). Fördermittelgeber auf der deutschen Seite ist das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz.

Dieser Artikel stammt von unserem Partnerportal elektrotechnik.

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