Projektförderung
Hintergrund
Die automatisierte Handhabung von weichen Materialien mithilfe von Robotern ist aktuell wenig erforscht. Schwierigkeiten ergeben sich dabei oft aufgrund des nichtlinearen Materialverhaltens und die damit einhergehenden Herausforderungen, beispielsweise in der Lokalisierung, Ableitung von Greifpositionen oder Regelung. Im Rahmen eines internationalen und interdisziplinären Graduiertenkollegs wird in Kooperation mit der University of Auckland gemeinsam das Forschungsthema Soft Tissue Robotics bearbeitet, welches sich in folgenden Einzeldisziplinen gliedert:
- Modellieren und Entwickeln neuer Simulationstechniken
- Automatisierung, Regelung, Steuerung und Optimierung
- Biologische und technische Konzepte passender Roboterkinematiken
Das ISW bringt dabei seine Kompetenzen in den Forschungsbereichen B und C ein. Bisher wurde am ISW eine Cloud-basierte Steuerungsarchitektur, sowie Möglichkeiten zur Lokalisierung und Simulation von weichen Materialien untersucht. Ein späterer Einsatz der im Graduiertenkolleg entwickelten und erforschten Themen findet sich sowohl in der Chirurgie, bei der Lebensmittelverarbeitung, als auch in der Produktion, beispielsweise zur automatisierten Kabelbaummontage.
Problemstellung
Industrieroboter zeichnen sich im heutigen Produktionsumfeld insbesondere dadurch aus, gleichförmige und gleichgerichtete Arbeitsabläufe präzise und zuverlässig auszuführen. Dabei überbieten sie den Menschen hinsichtlich Genauigkeit und Ausdauer. Allerdings mangelt es Ihnen an der Fähigkeit Prozessunsicherheiten auszugleichen und flexibel auf unvorhergesehene Änderungen im Arbeitsablauf zu reagieren. Dadurch entsteht bei der Handhabung von biegeschlaffen Bauteilen ein „flexibility gap“ zwischen dem unendlich großen Konfigurationsraum des biegeschlaffen Objekts und der oft starren Programmierung eines Industrieroboters. Mithilfe von flexiblen Roboterarchitekturen sowie einer Stereokamera soll das „flexibility gap“ sukzessive aufgelöst werden.
Zielsetzung
Mithilfe eines deformierbaren Modells sollen neue Konzepte zur Handhabung von biegeschlaffen Bauteilen untersucht werden. Dabei wird eine geeignete Steuerungsarchitektur entwickelt, welche eine Stereokamera in den Manipulationsprozess mit einbindet für dynamische Greifpunktbestimmungen sowie ein online-feedback während der Manipulation. Konträr zur klassischen sequentiellen Roboterprogrammierung werden Ziele abstrakt und task-basiert formuliert, wodurch komplexere Manipulationen des biegeschlaffen Objekts durchgeführt werden können.
Ihr Ansprechpartner
Manuel Zürn
M.Sc.Wissenschaftlicher Mitarbeiter "Mechatronische Systeme und Prozesse"