Noch ist es eher Phantasie als Realität: der flächendeckende Einsatz intelligenter mobiler Roboter in Produktionsbetrieben, in der Logistik, in Dienstleistungsbereichen oder gar im privaten Haushalt. Ließe sich das umsetzen, würde das nicht nur der Industrie zu einem nachhaltigen Innovationsschub verhelfen. Neue, agile Produktionsmethoden und Fabrikdesigns wären möglich. Assistenzroboter und untereinander vernetzte und kooperierende flexible Robotersysteme könnten vielerorts zusammen mit dem Menschen arbeiten. Sie würden uns im Produktionsalltag, aber auch in der Pflege oder in vielen anderen Bereichen bei schweren und ermüdenden Tätigkeiten oder bei Aufgaben mit besonders hohem Präzisionsanspruch entlasten.
Dass sich mobile Assistenzroboter bisher nicht durchsetzen konnten, liegt unter anderem an den komplexen Herausforderungen für deren Steuerung und der dafür notwendigen Technik. Mit den bisher verfügbaren Funktechnologien konnten die für den industriellen Einsatz und die sichere Zusammenarbeit mit dem Menschen notwendigen Geschwindigkeiten für die Datenverarbeitung und Informationsübertragung nicht erreicht werden. Die Folge: Bislang mussten in der Regel kabelgebundene Systeme die Steuerung der Maschinen übernehmen oder die intelligenten mobilen Roboter waren für viele Alltagsaufgaben zu schwerfällig.
Einem Forschungsteam des Fraunhofer IFF ist es nun mit Hilfe aktueller, leistungsfähiger Funktechnik gelungen, dieses Problem zu lösen und eine Technologie zu entwickeln, die eine drahtlose Echtzeitsteuerung von Robotersystemen ermöglicht. Dafür haben sie den gesamten Prozess der Informationsübertragung eines solchen Netzwerkes neu denken und gestalten müssen. Unter anderem transformierten sie die bisher streng hierarchisch organisierte Automatisierungspyramide hin zu einem hochgradig vernetzten System. Die notwendige Rechentechnik kann nun auf externe Server auslagert und Kernfunktionen des Roboters wie die Sensordatenverarbeitung und Bewegungsgenerierung über Cloudlösungen bereitgestellt werden. An der dafür notwendigen Hard- und Software haben die Magdeburger Robotik-Spezialisten seit Jahren geforscht und die jeweiligen Komponenten selbst entwickelt.
Im Ergebnis können nun mobile und auch stationäre Roboter mit Hilfe einer Funk-Infrastruktur in Echtzeit drahtlos überwacht, lokalisiert, konfiguriert und gesteuert werden. Das vereinfacht auch die Integration externer Sensoren, beispielsweise stationärer Kameras zur Kontrolle der Roboterumgebung und darauf aufbauender Dienste. Außerdem können leichtere und flexiblere mobile Roboter und Manipulatoren gebaut werden, da diese nicht mehr ihre gesamte Rechentechnik und Energieversorgung mit sich führen müssen. Es ist nun die Entwicklung völlig neuer Robotersysteme für die Industrie und für Branchen möglich, in denen Assistenzroboter mangels Leistungsfähigkeit bisher noch nicht einsetzbar waren.
An dem vom BMBF geförderten Projekt mit dem Namen »fast robotics« waren neben dem federführenden Fraunhofer IFF die KUKA Roboter GmbH, die Unternehmen O&O und R3Coms sowie die Technische Universität Dresden beteiligt.
