Ein Animationsfilm der Arbeitsgruppe Games&Gamification im KI-Produktionsnetzwerk TP Mensch-Maschine-Interaktion.

Produktion: Stefanie Rausch und Nina Hirsekorn

Roboter sind in der industriellen Produktion allgegenwärtig. Im Handwerk jedoch ist deren Einsatz kaum verbreitet.

Die Einrichtung, Steuerung und Wartung von Robotern ist für Handwerksbetriebe eine Herausforderung. Roboter erfordern Spezialwissen für die Programmierung, Einhausungen als Sicherheitsmaßnahme und Umrüstzeiten. Die handwerkliche Produktion erfordert dagegen hohe Flexibilität bei kleinen Stückzahlen, situative Entscheidungen und die Integration der Technik in bestehendeProzesse und räumliche Strukturen.

Animationsfilm zeigt als 3D-Visualisierung auf, wie ein Cobot in einer Schreinerei zum Einsatz kommt

Das Forschungsprojekt Cobots für mein Handwerk im Themenschwerpunkt Mensch-Maschine-Interaktion im Rahmen des KI-Produktionsnetzwerk der Technischen Hochschule Augsburg untersucht Möglichkeiten einer künftigen Integration intelligenter Systeme in Handwerksbetrieben. In diesem Zusammenhang ist ein Animationsfilm entstanden, der ein Szenario in einer Schreinerei zeigt. Eine Handwerkerin weist einen kollaborativen Roboter (Cobot) mittels gestengesteuerter Interaktion an, ein Werkstück zu schleifen.

Das herzustellende Produkt, ein Waschbecken aus Mineralwerkstoff, muss mehrmals geschliffen werden. Diese Aufgabe ist zeitaufwändig, dabei müssen individuelle Materialbeschaffenheiten berücksichtigt werden müssen. Der Aufwand für eine klassische Programmierung wäre unvertretbar hoch. Werkstücke im Handwerk sind oft Sonderanfertigungen und erfordern eine flexible und situative Fertigung nach kurzfristigen gestalterischen Vorgaben.

Im vorgestellten Szenario kann der Cobot die Gesten der Handwerkerin verstehen und als sinnvolle Arbeitsschritte interpretieren. Eine Eingabe von Steuerbefehlen über eine Konsole ist nicht notwendig. In der geräuschvollen Umgebung wird auf Sprachanweisungen verzichtet und eine gestische Kommunikation gezeigt. Nach Erkennen der Gesten führt der Cobot die repitativen Routinen selbstständig aus, wobei die Maschine die realen Eigenschaften des Rohlings erkennt und eine Vorstellung von der gewünschten Zielform hat. Die Mensch-Maschine-Interaktion erinnert an die übliche Verständigung zwischen Meister und Geselle. Während der Ausführungsphasen des Cobots kann sich die Schreinerin anderen Aufgaben widmen, z.B.das nächste Werkstück vorbereiten. Nach abgeschlossener Bearbeitung überprüft sie das Ergebnis und lässt den Cobot die Form so lange korrigieren, bis sie mit der Qualität des Werkstücks zufrieden ist.

Das gezeigte Beispiel einer Kommunikation zwischen Schreinerin und Cobot soll zum Nachdenken über die Einsatzmöglichkeiten von Cobots anregen und zeigen, dass eine „Programmierung“ intuitiv und entsprechend gewohnter Verhaltensmuster erfolgen kann.

Der Film verzichtet auf verbale Erklärungen und stellt die Interaktion über den zeitlichen Ablauf dar. Für die Erstellung der Assets und der Bewegungsabläufe wurde das 3D-Programm Blender verwendet.