Sichere und kostengünstige modulare Roboter, die sich selbst programmieren

Ein Baukasten für umsichtige Roboter

Roboter, die sich aus einzelnen Bauteilen eines Sets individuell zusammenstellen ließen, gab es auch bisher schon. Allerdings musste jedes neue Modell einzeln von Expertinnen und Experten programmiert werden. Althoff hat jedes Modul seines Roboter-Baukastens IMPROV mit einem Chip versehen, damit seine Roboter sich selbst entsprechend ihrem individuellen Bausatz programmieren können.

„Aufgrund unseres modularen Aufbaus lassen sich Arbeitsroboter bald kostensparend produzieren. Unser Baukasten-Prinzip hat aber noch einen weit wichtigeren Vorteil: Mit IMPROV können wir sichere Roboter entwickeln, die auf Menschen in ihrer Umgebung reagieren und ihnen aus dem Weg gehen“, sagt Althoff. Der in jedem Modul verbaute Chip und die Selbstprogrammierung ermöglichen es, dass ein Roboter automatisch alle Informationen über die in ihm wirkenden Kräfte und seine eigene Geometrie kennt. So kann der Roboter seine Bewegungsbahn vorhersagen.

Gleichzeitig sammelt das Regelungszentrum des Roboters über im Raum installierte Kameras die Bewegungsdaten der in der Nähe arbeitenden Menschen. Aus diesen Daten erstellt ein mit IMPROV programmierter Roboter ein Modell der möglichen nächsten Bewegungen aller anwenden Arbeiterinnen und Arbeiter und kann etwa vor einer Hand stehen bleiben, die sich ihm nähert – aber auch anderen sich nähernden Gegenständen. „Mit IMPROV können wir garantieren, dass die Kontrolle korrekt funktioniert. Weil die Roboter automatisch für alle möglichen Bewegungen um sie herum programmiert sind, kann kein Mensch den Roboter zu einem Fehlverhalten verleiten“, sagt Althoff.

Für ihr Baukastenset nutzten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zum Teil industrielle Standardmodule und ergänzten diese durch die notwendigen Chips und neue Bauteile aus dem 3D-Drucker. In einer Nutzerstudie zeigen Althoff und sein Team, dass IMPROV Arbeitsroboter nicht nur günstiger und sicherer, sondern auch schneller macht: Sie benötigen 36 Prozent weniger Zeit um ihre Aufgabe zu erfüllen als bisherige Lösungen, die einen festen Sicherheitsbereich um einen Roboter benötigen.