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8 | w w w c o m p u t e r - a u t o m a t i o n d e · 0 6 -2 5 Sidina Wane arbeitet bei eV Technologies in Colombelles Andrej Konforta ist Mitarbeiter des Fraunhofer-Instituts für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR Christophe Craeye arbeitet an der Université catholique de Louvain Institute of Information and Communication Technologies Electronics and Applied Mathematics ICTM Luka Petrovic arbeitet an der University of Zagreb Faculty of Electrical Engineering and Computing FER Me n s c h - Ro b o t e r - In t e r a k t i o n lichen Die konkreten Ziele an deren Erfüllung die Projektteilnehmer momentan arbeiten sind beispielsweise • Verbesserte Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter Ausgestattet mit einer flexiblen und dehnbaren Sensorhaut die Objekte im Umkreis von 1 m erkennen soll verbessert sich die Fähigkeit des Roboters zur Kollisionsvorhersage und –vermeidung Ausfallzeiten werden reduziert und die Produktivität erhöht Zudem wird eine verbesserte Bestimmung der Position von Objekten ermöglicht was Aufgaben wie das filigrane Greifen von Objekten ermöglicht und eine bessere Zusammenarbeit zwischen Menschen und Robotern sowie zwischen Robotern untereinander begünstigt • Verbesserte Einschätzung der Ego-Motion unter schwierigen Bedingungen Die intelligente Haut soll die Fähigkeit eines Roboters verbessern in komplexen und dynamischen Umgebungen zu navigieren Durch die genaue Erfassung des Nahbereichs verbessert sie die Erkennung und Verfolgung von Objekten und erleichtert eine akkurate Abschätzung der Ego-Motion Dies führt zu einem selbständigeren und effizienteren Betrieb in Anwendungen wie etwa autonomen Fahrzeugen für Suchund Rettungseinsätze in der Aufklärung sowie in der Robotik für Weltraumanwendungen • Fortschritte bei der Mensch-Maschine-Interaktion Im Falle der Integration einer Sensorhaut etwa in Handschuhe soll sie eine genaue Gestenerkennung zulassen Dadurch könnten auch neue Möglichkeiten im Bereich der virtuellen Realität eröffnet werden Insbesondere soll die Erkennung und Verfolgung menschlicher Haltungen ermöglicht werden wodurch eine menschliche Steuerung von Robotern verbessert die Effizienz erhöht und die Lernkurve für die Bediener verkürzt werden soll In Industrieautomatisierung Fertigung und Logistik soll die Roboterhaut die Sicherheit und Effizienz erhöhen indem sie es Robotern ermöglicht menschliche Handlungen laufend und besser als bisher möglich zu erkennen beziehungsweise darauf zu reagieren Dies könnte dazu führen dass der Bedarf an Arbeitsflächen für aktive Roboter verringert wird Zeitgleich sollen Anomalien im Roboterbetrieb wie etwa ein Encoder-Drift in Roboterarmgelenken erkannt werden um reibungslose und zuverlässige Fertigungsprozesse zu gewährleisten Vergleich mit bestehenden Technologien Um die Vorteile der intelligenten Haut von ‚Fitness‘ besser einordnen zu können folgt ein Vergleich mit bestehenden Lösungen die beispielsweise auf piezoelektrischen oder kapazitiven Technologien basieren Piezoelektrische Häute erfordern physischen Kontakt damit Druck oder Berührung erkannt werden können Dadurch wird jedoch die Fähigkeit zur Kollisionsvermeidung stark eingeschränkt Kapazitive Näherungssensoren hingegen haben in der Regel eine Reichweite von bis zu 20 cm – um innerhalb dynamischer Szenarien auf Menschen frühzeitig reagieren zu können genügt dies unter Umständen aber nicht Der Smart-Skin-Ansatz hingegen bietet folgende Merkmale • Die Erkennung von Objekten ist innerhalb einer Entfernung von 1 m möglich dies übertrifft die Reichweitenbeschränkungen kapazitiver Sensoren • Die berührungslose Erkennung erhöht die Sicherheit und den Komfort des Menschen indem Bewegungen im Voraus erkannt werden und eine vorausschauende Bewegungsplanung des Roboters ermöglicht wird Dies verringert das Risiko von Kollisionen • Der kontinuierliche Betrieb ermöglicht es Menschen und statische Objekte permanent zu erkennen was einen ununterbrochenen Betrieb gewährleistet und den Platzbedarf von Arbeitsflächen reduziert • Der Smart-Skin-Ansatz verbessert die Erkennung insbesondere von kleinen Objekten und eröffnet damit Möglichkeiten für Anwendungsfälle die eine hohe Präzision erfordern Durch die Überwindung der Grenzen aktueller Technologien verbessert der in ‚Fitness‘ verfolgte Ansatz die Sicherheit Effizienz und Vielseitigkeit von Roboteranwendungen Der Aspekt der simultanen Nahfeldabtastung und -kommunikation soll langfristig eine Bereicherung für den wachsenden Robotikund Sensormarkt darstellen ik Sensorhaut auf einem Roboter links Ausschnitt der strukturkonformen mehrschichtigen Haut Mitte und Integrationslayout rechts Bi ld Fra un ho fer