Hannover Messe

Künstliche Intelligenz und Machine Learning machen den BionicWorkplace zu einem lernenden und antizipativen System.

Bild: Festo

Mensch-Roboter-Kollaboration Digitalisierung, Vernetzung und KI in der Automatisierungstechnik

29.03.2018

Beim Leitthema der Hannover Messe 2018 „Integrated Industries – Connect and Collaborate“ geht es um die Vernetzung von Mensch und Maschine, KI und intelligente Produkte für das IoT Festo gab bereits im Vorfeld einen Ausblick auf seine Digitalisierungs-Aktivitäten. Neben weiteren Bionik-Projekten präsentierte Festo den selbstlernenden Arbeitsplatz für die Mensch-Roboter-Kollaboration.

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Nicht nur die Produktionsanlagen werden immer stärker automatisiert, auch die Komponenten selbst werden durch einen steigenden Anteil an Softwarebestandteilen immer intelligenter und vernetzter – ganz im Sinne von „Connect & Collaborate“, dem Leitthema der diesjährigen Hannover Messe. Festo möchte seine Kunden mit Hilfe neuer Technologien aus dem Bereich Digitalisierung noch produktiver machen. „Für uns bedeutet dies, die Entwicklung von Software noch stärker in den Fokus zu rücken. Wir ermöglichen flexible Funktionalitäten, indem wir mehr und mehr Produktfunktionalitäten über Software abbilden“, gibt Vorstand Dr. Frank Melzer einen Ausblick in die Zukunft. Er leitet seit Oktober 2017 das Ressort Product and Technology Management bei Festo.

Ein Beispiel für diese Entwicklung ist das Festo Motion Terminal mit der Verschmelzung von Hard- und Software zum ersten Ventil, das von Apps gesteuert wird. Zukünftig werden Komponenten von Festo so konstruiert, dass sie Daten sammeln und vorverarbeiten können, um sie für Analysezwecke bereitzustellen. Zur sinnvollen Auswertung und Nutzung dieser Daten bietet Festo verschiedene digitale Plattformen. „Zukünftig wird unser Fokus darauf liegen, unsere Kunden mit diesen Plattformen neben der Planung und Inbetriebnahme auch im Betrieb der Anlagen noch mehr zu unterstützen und zu begleiten“, erklärt Andreas Oroszi, Senior Vice President Digital Business bei Festo.

Das Messestandkonzept: Learn – Build – Operate – Inspire

Wie diese Reise der Kunden durch die Welt von Festo aussieht, zeigt Festo auch mit dem Aufbau seines Messestands in Hannover: Im Bereich „Learn“ präsentiert Festo Didactic Lernsysteme für die Arbeitswelt 4.0 und stellt seine Training and Consulting-Programme vor. „Im Abschnitt ‚Build‘ zeigen wir auf unserem Messestand, wie wir unsere Kunden mit intuitiven Konfiguratoren und Simulationstechniken unterstützen können. Mit virtueller Inbetriebnahme können sie unbeabsichtigte Kollisionen vermeiden, Prozessabläufe im Hinblick auf die Taktzeit optimieren und Steuerungsabläufe im Voraus programmieren. Dadurch reduzieren sich Kosten und Aufwand für die Inbetriebnahme und der Sicherheitsstandard im Betrieb erhöht sich“, so Andreas Oroszi.

„Mit dem BionicWorkplace zeigen wir einen selbstlernenden Arbeitsplatz für die Mensch-Roboter-Kollaboration, der die Vorteile des pneumatischen Leichtbauroboters BionicCobot mit IT-Systemen aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz verbindet“, sagt Dr. Elias Knubben, Head of Corporate Bionic Projects. Der flexible Arbeitsplatz ist mit zahlreichen Assistenzsystemen und Peripheriegeräten ausgestattet, die miteinander vernetzt sind und untereinander kommunizieren.

Neben künstlicher Intelligenz machen Machine-Learning-Methoden den BionicWorkplace zu einem lernenden und antizipativen System, das sich kontinuierlich selbst optimiert. Der Mensch kann direkt mit dem BionicCobot interagieren und ihn über Bewegung, Berührung oder über die Sprache steuern. Auch eine Fernmanipulation des Systems ist möglich. Diese effiziente und sichere Mensch-Roboter-Kollaboration ermöglicht die Fertigung von individuellen Produkten bis zur Losgröße 1.

BionicFlyingFox: Teilautonomes Fliegen mit Motion-Tracking-System

Im Bionic Learning Network ist das Fliegen ein immer wiederkehrendes Thema. Im Verbund mit Hochschulen, Instituten und Entwicklerfirmen entwirft Festo seit Jahren Forschungsträger, deren technische Grundprinzipien aus der Natur abgeleitet sind. Für den BionicFlyingFox haben die Entwickler den Flughund unter die Lupe genommen.

Das ultraleichte Flugobjekt beherrscht trotz seiner Spannweite von 2,28 Meter enge Flugradien. Möglich macht das seine ausgetüftelte Kinematik nach dem Scherenprinzip. Die Handschwinge klappt sich beim Aufschwung ein und breitet sich zum kraftvollen Abschwung wieder aus. Damit sich der BionicFlyingFox in einem definierten Luftraum teilautonom bewegen kann, kommuniziert er mit einem so genannten Motion-Tracking-System. Die Installation erfasst permanent seine Position. Gleichzeitig plant das System die Flugbahnen und liefert die dazu nötigen Steuerbefehle. Start und Landung führt der Mensch aus.

Bionik-Professor Dr.-Ing. Ingo Rechenberg hat die Radlerspinne 2008 am Rande der Sahara entdeckt. Sie kann wie andere Spinnen laufen, aber sich auch mit einer kombinierten Bewegung aus Flug- und Bodenrolle fortbewegen. Seit seiner Entdeckung befasst sich Prof. Rechenberg mit dem technischen Übertrag ihrer Bewegungsmuster. Die Kinematik und das Antriebskonzept wurden nun gemeinsam mit dem Bionik-Team von Festo entwickelt. Um ins Rollen zu kommen, formt der BionicWheelBot links und rechts von seinem Körper jeweils drei Beine zu einem Rad. Zwei beim Laufen eingeklappte Beine fahren nun aus, stoßen die zusammengekugelte Spinne vom Boden ab und schubsen sie während des Rollens permanent an.

Bionics4Education

Um die Jugend für Technik zu begeistern, bringt Festo in diesem Jahr einen Bionik-Baukasten auf den Markt. Er enthält das Material zum Bau von drei verschiedenen Bionik-Projekten: Bionischer Elefantenrüssel mit adaptivem Greifer mit Fin Ray Effect®, bionischer Fisch und bionischer Chamäleongreifer. Ergänzend zur Hardware gibt es eine digitale Lernumgebung mit weiteren Inhalten rund um die Bionik sowie hilfreichen Tipps zur praktischen Umsetzung in der Schule oder für Zuhause. Die kostenfreien Inhalte helfen sowohl den Lernenden beim Zusammenbauen und Programmieren als auch den Lehrenden bei der Unterrichtsgestaltung.

Bildergalerie

  • Festo Motion Terminal: Verschmelzung von Hardware und Software zum ersten Ventil, das von Apps gesteuert wird.

    Bild: Festo

  • BionicFlyingFox: Das ultraleichte Flugobjekt beherrscht trotz seiner Sapnnweite von 2,28 Meter enge Flugradien.

    Bild: Festo

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