Neues System verbessert menschlich-robotische Interaktionen

Ein Team von Forschern an der University of British Columbia Okanagan hat mit Hilfe von autonomen Fahrzeugrichtlinien ein neues System entwickelt, um menschlich-robotische Interaktionen zu verbessern.

Die heutige Forschung im Bereich Automatisierung und Fertigung konzentriert sich stark auf die Art und Weise, wie Menschen sicher mit Robotern interagieren.

Roboter in der Fertigung

Debasita Mukherjee ist Doktorandin und Hauptautorin der veröffentlichten Studie. Sie ist eine der Forscherinnen am Advanced Control and Intelligent Systems Laboratory der UBC, die daran arbeiten, Systeme zu entwickeln, die eine sichere menschlich-robotische Interaktion ermöglichen.

“Es ist unglaublich wichtig, dass Roboter in der Fertigung ihre Aufgaben auf die sicherste und effizienteste Weise möglich ausführen”, sagt Mukherjee. “Um diese automatischen Maschinen so intelligent wie möglich zu machen, entwickeln wir Systeme, die ihre Umgebung wahrnehmen und Aufgaben auf eine ähnliche Weise wie ihre menschlichen Partner ausführen.”

Die Forscher verwenden künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen, um die Maschinen zu steuern und Systeme wie diese zu entwickeln, aber der Prozess kann komplex sein.

Homayoun Najjaran ist Professor für Maschinenbau.

“Roboter denken oder fühlen nicht, daher benötigen sie Systeme, die ihre Umgebung erfassen und analysieren, um darauf reagieren zu können”, sagt Dr. Najjaran. “Oft müssen diese Reaktionen in Hundertstel Sekunden erfolgen, um die Sicherheit der Menschen in ihrer Umgebung zu gewährleisten.”

Industrielle Roboter werden normalerweise programmiert, um mit hoher Geschwindigkeit zu arbeiten und spezifische Aufgaben wie Schweißen und Lackieren auszuführen, aber soziale Roboter sollen Einzelpersonen in Dienstleistungsbranchen unterstützen. Letztere sind mobiler, leichter und können sich an verschiedene Umgebungen anpassen.

Menschlich-robotische Zusammenarbeit

Das neue Forschungsgebiet an der School of Engineering der UBCO wird als menschlich-robotische Zusammenarbeit (HRC) bezeichnet. Es hat einen großen Einfluss auf die Fertigungsindustrie, insbesondere seit es ein zunehmendes Interesse an gemeinsamen Arbeitsbereichen gibt, in denen Roboter und Menschen Seite an Seite arbeiten.

In einem industriellen Umfeld kann die HRC zu intelligenten, mobilen Robotern führen, die sich ihrer Umgebung und ihres menschlichen Partners bewusst sind. Das Team arbeitet daran, diese autonomen Systeme und maschinellen Lerntechnologien in die HRC-fokussierte Robotik zu integrieren, und es tut dies mit Hilfe vieler Organisationen auf der ganzen Welt.

Laut Mukherjee ist die größte Herausforderung die Anpassung an Unsicherheiten im industriellen Umfeld. Durch die Verwendung von autonomen Fahrzeugrichtlinien können Regeln für die Funktionalität zwischen Menschen und Robotern erstellt werden, sowie eine Möglichkeit, ihre Wirksamkeit zu testen.

“Die Erhöhung der Automatisierungsgrade ist standardisiert und von der Automobilindustrie akzeptiert, aber andere industrielle Umgebungen, obwohl relativ statisch, haben nicht die gleichen Standards”, sagt sie. “In der Zukunft werden industrielle automatisierte Systeme nicht nur Sensoren verwenden, um Wahrnehmung und Kommunikation zu ermöglichen, die denen des Menschen ähneln, sondern sie werden auch in Echtzeit mit ihrer Umgebung interagieren und sich anpassen.”

All dies kann es Robotern ermöglichen, vorherzusagen, was Menschen und andere Roboter tun werden, was ihnen hilft, die beste Reaktion vorzubereiten.

Das Team von Forschern arbeitet nun daran, Systeme zu entwickeln, die es Robotern ermöglichen, außerhalb einer vorgegebenen Umgebung zu funktionieren und zu reagieren.

“In einer ‘offenen Welt’ müssen Roboter mit unerwarteten Variablen wie Menschen, Strukturen, Maschinen und Wildtieren umgehen”, schlussfolgert Mukherjee. “Wir müssen sicherstellen, dass sie dies korrekt, effizient und sicher tun können.”