SAPHARI

Die neuesten Fortschritte im Bereich der physischen Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) haben erwiesen, dass das aktive und sichere Teilen desselben Arbeitsraums grundsätzlich möglich ist. Von diesen Ergebnissen inspiriert wird SAPHARI in der Robotik einen grundlegenden Paradigmenwechsel herbeiführen, indem sich die gesamte Anwendung am Menschen orientiert. Das Projekt behandelt eingehend alle wesentlichen Aspekte der sicheren und intuitiven physischen Interaktion zwischen Menschen und komplexen, menschenähnlichen Robotersystemen und verknüpft die entwickelten Methoden eng miteinander. Neben der Betrachtung von Sicherheitsaspekten auf der Grundlage biomechanischer Analysen, eines menschenfreundlichen Hardware-Designs und Strategien zur Interaktionssteuerung werden im Rahmen des Projekts perzeptive und kognitive Schlüsselkomponenten entwickelt und validiert, die es Robotern ermöglichen, menschliche Bewegungen in einem schwach strukturierten dynamischen Umfeld in Echtzeit zu verfolgen, zu erkennen und vorherzusagen. Neben der Entwicklung der Fähigkeiten, die für eine interaktive Autonomie notwendig sind, werden wir die Sicherheit des Menschen auch auf kognitiver Ebene eng einbinden. So werden Roboter befähigt, sicher und autonom zu reagieren oder mit Menschen physisch zu interagieren. Wissen im Bereich der Biomechanik und biologisch inspirierte Aktuatoren mit variabler Nachgiebigkeit werden verwendet, um zweihändig Manipulationssysteme zu entwickeln, die sich den Eigenschaften und der Leistungsfähigkeit des Menschen annähern. Die Planung von Bewegungen und Aufgaben solch komplexer Systeme in Echtzeit erfordert neue Konzepte, wie etwa eine enge Verknüpfung von Regelung und Planung, aus denen neue reaktive Steuerungsmethoden resultieren. Darüber hinaus werden zur optimierten Systemnutzbarkeit selbsterklärende Interaktions- und Kommunikations-Frameworks entwickelt. Im Rahmen des Projekts werden zwei Industrieanwendungen entwickelt, die während der Zusammenarbeit von Mensch und Roboter explizit Kontakte und Kraftaustausch erfordern. Weiterhin wird eine MRK-Anwendung in einem Krankenhausumfeld entwickelt, in der medizinische Fachkräfte unterstützende Roboter in der täglichen Arbeit eng zusammenarbeiten. Es wird davon ausgegangen, dass sich die Ergebnisse dieses Projekts maßgeblich auf sämtliche Anwendungen auswirken, bei denen interaktive Roboter den Menschen unterstützen können und ihn bei gefährlichen Aufgaben oder Routinearbeiten entlasten können.