Im Video erfahren Sie, wohin die Reise in der Robotik geht: mit Einblicken aus den Bereichen Healthcare, Servicerobotik, Soft Robotics, Cloud Robotics und Robot Learning.

Robotik boomt weltweit. Das steht außer Frage. Und zwar nicht nur in der industriellen Produktion und somit im Bereich Industrieroboter. Robotertechnik erobert stattdessen viele neue Bereiche – sie erleichtert in Zukunft auch die Arbeit für Menschen abseits der produzierenden Industrie und ermöglicht Neue Technologien.

 

Wo Roboter in Zukunft arbeiten?

„Die Zukunft der Servicerobotik liegt in vielen neuen Märkten und Applikationen wie dem Hotelgewerbe, Krankenhäusern oder auch der Lebensmittelverarbeitung“, erklärte Schunk-CEO Henrik A. Schunk anläßlich seiner ‚Expertdays on Service Robotics‘. Auf dem Event im dänischen Odense diskutierten Roboter-Experten, wo die Zukunft der Robotikliegt - und zwar weltweit betrachtet.

 

Wie Robotik das Gesundheitswesen verändern wird

Welche Bereiche unseres Lebens ändert Robotik also konkret? Zum einen hält Robotertechnik Einzug ins Gesundheitswesen. So nutzt Wolfgang Ptacek vom Austrian Center for Medical Innovation and Technology (ACMIT) Roboter in der Forensik. Ausgerüstet mit 3D-Scannern helfen sie dabei, Mordfälle aufzuklären. Es werden aber auch robotisch unterstützte Biopsien durchgeführt, um zum Beispiel Giftstoffe im Körper nachweisen zu können.

Prof. Sefano Stramigioli von der Universität Twente
Prof. Sefano Stramigioli von der Universität Twente will Roboter in Zukunft bei der Krebsbehandlung einsetzen. So sollen sie Biopsien durchführen und auch Tumorzellen abtöten. - Bild: Schunk

Robotische Maschinen unterstüzen aber auch Chirurgen bei ihrer Arbeit. Das ACMIT arbeitet im Rahmen des NeuRob-Projekts bereits mit lebenden Patienten. Roboter führen dabei Schädelbohrungen durch, damit anschließend Elektroden im menschlichen Hirn platziert werden können. Diese Behandlung hilft Epilepsie-Patienten und wurde bereits 150 Mal vorgenommen.

Die Universität Twente testet ebenfalls ein Roboter-Projekt. Die Forscher statten dabei Roboter mit Ultraschallsonden aus. In Zukunft sollen die Roboter in Zusammenarbeit mit MRT-Aufnahmen Brustkrebs lokalisieren können. Das soll den Ärzten die Arbeit erleichtern. Bei einem positiven Befund soll der Roboterarm dann auch die Biopsie durchführen. Es ist auch möglich, die Tumorzellen quasi vom Roboter abtöten zu lassen, berichtete Prof. Stefano Stramigioli. Dazu will der Forscher den Roboterarm mit extrem heißen oder kalten Nadeln ausstatten, die dann in die Tumorzelle eindringen und diese durch Hitze oder Kälte zur Strecke bringen.

 

Wie Robotertechnik die Logistik revolutioniert

Doch die Medizin ist nicht die einzige Branche, in der Roboter in Zukunft punkten können. Wie Roboter die Logistikbranche verändern könnten, erklärte ein Sprecher von Amazon. In den Kommis­sionierzentren des Logistikriesen  sollen Roboter in Zukunft die Mitarbeiter entlasten. Noch ist das aber eine große Herausforderung. Denn die Produkte sind bei Amazon im Lager sehr eng nebeneinander platziert.

Sie sind chaotisch gelagert und die Produktvielfalt ist unglaublich groß. Ein Roboter, der all diese Herausforderungen meistern kann und selbstständig jede gewünschte Ware aus dem Lager universell greifen könnte, ist noch nicht erhältlich. Aktuell versucht das Unternehmen, mithilfe von 2D-Simulation das Greifen bestimmter Artikel per Roboter automatisieren zu können. Das Projekt laufe erfolgreich, sei aber dennoch eine Herausforderung, sagte der Sprecher von Amazon.

Schunk Industriehand
Schunk präsentierte den Prototypen einer 5-Finger-Hand, die für industrielle Applikationen gedacht ist. - Bild: Nördinger

Was Robotik dem Einzelhandel nutzt

Auch im Einzelhandel wird auf Robotik gesetzt. Wie Nikolaus Blümlein von Lidl berichtete, könnten Roboter zum Beispiel zum Depalettieren und Waren auffüllen genutzt werden. Für einen Roboter ist diese Tätigkeit jedoch mit vielen aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten verbunden. Denn zuerst muss die Palette in den Verkaufsraum befördert werden, dann muss die Palette von der Folienumhüllung befreit werden.

Anschließend muss die Ware von der Palette Stück für Stück entnommen werden und entweder einzeln oder in Trays ins Verkaufsregal gestellt werden. Bei verderblicher Ware muss zusätzlich darauf geachtet werden, dass neue Ware hinten oder unten im Regal platziert wird. Was der Mensch schnell lernt, ist für einen Roboter eine komplexe Aufgabenstellung. Hinzu kommt, dass die Produkte im Supermarkt sehr unterschiedlich groß und schwer sind und manche Produkte wie zum Beispiel Chipstüten ihre Form verändern können.

Ein Greifer für  den Einzelhandel müsste daher wandlungsfähig sein. Eine andere Möglichkeit ist es aus Sicht von Lidl, Roboter mit einem Greiferwechsler auszustatten. Lidl befindet sich noch in der Anfangsphase der Entwicklung von Roboterapplikationen für den Einzelhandel, sieht aber das größte Potenzial im Bereich ‚Waren auffüllen‘.

 

Was sich beim Thema Industrieroboter ändert

Aber auch in der klassischen Industrie erobern Roboter immer noch neue Einsatzgebiete. So zeigte das Unternehmen Schunk den Prototyp einer neuen 5-Fingerhand für die Industrie, mit der sich neue Applikationen realisieren lassen. Sie verfügt über fünf Elektromotoren, mit denen sich die Finger öffnen und schließen lassen sowie der Daumen rotieren lässt.

Die Roboterhand kann in Verbindung mit einem Industrieroboter von Universal Robot über UR-Caps ganz einfach gesteuert und geteacht werden. Sie eignet sich aber grundsätzlich für jeden Roboter. Ziel von Schunk ist es, eine 5-Fingerhand als Serienprodukt zu entwickeln.

Das Forschungszentrum Informatik (FZI) wiederum stellte Innovation im Bereich Montagetechnik vor. Die sogenannte ‚Schraub-Montage im Fließbandbetrieb‘ vor. Eine Applikation, nach der sich Unternehmen aus der Autobranche schon seit Langem sehnen. Der  Industrieroboter kennt dabei die Position der Schrauben auf dem Bauteil und die Bandgeschwindigkeit. Eine Lichtschranke auf dem Band meldet dem Industrieroboter außerdem, wenn das Bauteil auf dem Band ankommt.

So kann über das ‚Robot Operating System‘ ROS berechnet werden, wo der Roboter sich befinden muss, um die Schraube einzudrehen. Um auf kleine Fehler und Ungenauigkeiten reagieren zu können, ist am Roboterarm ein Kraft-Momenten-Sensor angebracht. Entwickelt wurde das System im Rahmen eines EU-Projekts  in Kooperation mit Opel. Die Bandgeschwindigkeit kann flexibel geändert werden, und es kann jeder Roboter genutzt werden.

 

Wie sich Industrieroboter leichter steuern lassen

Die Zukunft der Robotik liegt aber nicht nur in neuen Anwendungen, sie liegt auch in neuen Herangehensweisen. Dazu gehört beispielsweise die Vereinfachung der Roboter-Programmierung, um die sich das deutsche Start-up drag and bot kümmert. Dazu hat die Firma eine Software-Plattform entwickelt, mit der sich laut CEO Martin Naumann Industrieroboter unterschiedlicher Marken und Modelle sehr einfach konfigurieren, programmieren und betreiben lassen.

Auch Prof. Michael Beetz von der Universität Bremen will die Robotersteuerung vereinfachen. Und das in einem hochkomplexen Umfeld, etwa im Einzelhandel. Ziel ist es, dass Roboter Regale im Drogeriemarkt DM selbstständig auffüllen. Im Gegensatz zu Lidl sind die Produkte hier einzeln gelagert. Beetz’ Ansatz ist es, die Roboterbewegungen und ihre Effekte vorab zu simulieren.

Dazu versetzt sich sein Forscher-Team mithilfe von VR-Brillen quasi in die Lage des Roboters und kann so sehr genau abschätzen, was passiert, wenn der Roboter eine bestimmte Bewegung ausführt. Diese Simulation hilft dem Roboter, die Aufgabe anschließend richtig auszuführen. „Wir sollten noch mehr Spaß daran haben, neue Dinge zu lernen“, forderte schließlich Gastgeber Schunk. Die Robotik-Branche hat diesen Spaß.

Automatisierungsquote: Wo arbeiten die meisten Roboter?

Global betrachtet arbeiten im Schnitt 74 Roboter pro 10.000 Mitarbeiter in der Fertigungsindustrie. Das gab die International Federation of Robotics (IFR) in der jüngsten Statistik bekannt. Klicken Sie sich durch und sehen Sie, wie die Roboterdichte laut IFR weltweit verteilt ist.

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