Roboter durch Vorzeigen programmieren

4. Jänner 2016, 18:33
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Forscher der FH Campus Wien entwickeln Roboter, die vorgeführte Arbeitsbewegungen reproduzieren

Wien – In der Interaktion zwischen Menschen und Robotern ist es ein nächster logischer Schritt, der viele Entwickler beschäftigt: Die Automaten sollen keine Experten mehr benötigen, die zu erledigende Aufgaben in komplexe Algorithmen übersetzen. Vielmehr sollen die Personen, die mit den Robotern zusammenarbeiten, sie auch programmieren können – nicht durch Spezialwissen, sondern durch simples Vorzeigen.

Nicht nur eine neue Generation von mechanischen Küchen- und Haushaltshilfen könnte von diesen Fähigkeiten profitieren. Auch die industrielle Fertigung würde deutlich flexibler. Für diesen Bereich interessieren sich auch Gernot Korak und Gernot Kucera vom Technik-Department der FH Campus Wien. In einem Projekt, das sich mit maschinellem Sehen beschäftigt, brachten sie einem Computersystem zuerst bei, einem Lichtpunkt im Raum zu folgen, dessen Koordinaten aufzuzeichnen und sie von einem Roboterarm reproduzieren zu lassen.

"Jetzt sind wir auf die Idee gekommen, nicht eine Infrarotleuchte als Lichtquelle zu benutzen, sondern einen Schweißpunkt", erklärt Kucera. In einem Produktionsprozess könne so die Schweißspur einmalig aufgezeichnet werden und von einem Roboter bei weiteren Werkstücken vervielfältigt werden.

Die Bahninformationen werden aus in Stereovision aufgenommenen Bildern extrahiert, dann in eine Befehlskette übersetzt, die der Roboter als Bahnsteuerung versteht. Dafür sind allerdings einige Hindernisse zu überwinden: Die Auflösung, die die Entwickler mit Low-Cost-Equipment erreicht haben, liege im Millimeterbereich, so Kucera.

Genauer, größer, schneller

Um die Genauigkeit zu erhöhen, lasse sich ein höher aufgelöstes Bild aus mehreren Aufnahmen errechnen. Mehrere Kameras, angeordnet wie ein Facettenauge, könnten zudem einen größeren Arbeitsbereich überblicken. Allerdings: "Wollen wir Bewegungen aufnehmen, brauchen wir die Bilddaten schnell", sagt Kucera. Aufnahmegeschwindigkeit, Übertragungsrate und Rechenkapazität müssen mithalten können.

Sowohl ein optisches Positionserfassungssystem als auch die Reproduktion von manuellen Bewegungen mit einem Roboterarm konnten die FH-Forscher bereits umsetzen. Auch dass der Lichtbogen des Schweißvorgangs passend gefiltert werden kann, um ihn für die Positionserfassung zu verwenden, konnten sie belegen. Was ansteht, ist die Kombination der Ergebnisse – zu einem mechanischen Kollegen, dem man zeigen kann, wo er schweißen soll. (pum, 5.1.2015)

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