Mobilní asistenční roboty

Nové přístupy k automatizaci a mobilní asistenční roboty přinášejí převratné změny nejenom ve sféře výroby, ale také v sektoru služeb a v logistice.

 Fraunhoferův ústav pro provoz a automatizaci továren IFF (Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung) v Magdeburgu ukázal na mezinárodním veletrhu Automatica 2016 v Mnichově mj. nejmodernější techniku a metody umožňující člověku bezpečně pracovat společně s robotem a flexibilně použitelné mobilní asistenční roboty a optické zkušební systémy.

Stacionární, tedy pevně nainstalované asistenční roboty pronikají již nyní do mnoha výrobních procesů. Vybaveny moderními bezpečnostnímí systémy pracují ruku v ruce se spolupracujícími dělníky a šroubují, vrtají, svařují, lepí či vykonávají jiné, zejména nebezpečné nebo monotónní operace. Robotické linky, do kterých člověk nikdy nesměl z obavy o své zdraví vstoupit, zůstávají doménou velkoprůmyslové výroby. Mnoho úloh však vyžaduje mobilní robotické systémy schopné podle potřeby samostatně měnit místo své činnosti.

Mobilní asistenční roboty

Je zřejmé, že zejména v digitalizované výrobě podle konceptu Industrie 4.0 patří budoucnost autonomním mobilním asistenčním robotům. Velká poptávka po nich však neexistuje pouze v průmyslu. Jsou nepostradatelným prostředkem nejen při přestavbě a optimalizaci výrobních linek a logistiky na flexibilnější a efektivnější procesy, ale uplatňují se i v nejrůznějších odvětvích služeb a v lékařství. Především ve výrobě by ale měly již brzy ve větším rozsahu převzít komplexní, namáhavé a nebezpečné úkoly a přímo podporovat lidské spolupracovniky.

Na mobilní asistenční roboty jsou ovšem kladeny velké požadavky zejména co do nezbytnosti intuitivní interakce, přesného snímání okolí a objektů a snadného programování. K tomu, aby dokázaly splnit náročné požadavky, jako je spolehlivá navigace, dokonalé rozpoznání prostředí a objektů a naplánování a vykonání pracovních úkolů přizpůsobené aktuální situaci, je u nich nutný vysoký stupeň inteligence. Současně je stále důležitější jejich univerzální použitelnost bez dodatečných nákladů na adaptaci, která je podmínkou jejich hospodárného využití v nejrůznějších úlohách. Navíc musí splňovat přísné bezpečnostní požadavky platné při provozu ve společném pracovním prostředí s člověkem bez oddělujících ochranných bariér.

Na základě poznatků a zkušeností z výzkumu postavili odborníci z Fraunhoferova ústavu IFF mobilní asistenční robot Annie (obr. 1), který účelně kombinuje univerzální akční členy, výkonné senzory a inteligentní softwarové prostředí včetně integrovaných vývojových nástrojů. Robot Annie byl vyvinut jako univerzálně použitelný systém pro rozmanité aplikace v průmyslu, a ne jako robot, který je specificky určen jenom pro jednu konkrétní úlohu. Základem robotu Annie je torzo s vestavěnou elektronikou upevněné na mobilním podstavci, který se může pohybovat všemi směry. Důležitou součástí robotu je pohyblivá hlava se třemi stupni volnosti vybavená displejem a univerzálně použitelnými obrazovými senzory. Citlivé pracovní rameno se sedmi pohybovými osami je zakončeno všestranně použitelnou rukou se třemi prsty s hmatovými senzory na vnitřní straně. Robot je schopen komunikovat s inteligentními přístroji kategorie IoT v rádiové síti WLAN. Díky rozsáhlému softwaru je asistenční robot Annie vybaven mnoha základními funkcemi, jako je např. navigace, lokalizace polohy, zjišťování objektů, možnost projektovat pohyb pracovního ramene atd. Uvedený robot Annie se v ústavu IFF používá zejména k demonstračním účelům při jednání se zákazníky, ale byl také úpěšně použit již v několika průmyslových úlohách.

Vizuální asistence zvyšuje efektivitu při montáži

Odborníci ve Fraunhoferově ústavu IFF vyvinuli také nejmodernější asistenční systémy na bázi rozšířené reality (augmented reality) pro vizuální podporu montážních dělníků a optickou kontrolu montáže. Průmyslové montážní procesy se v důsledku vysokého stupně individuality vyráběných produktů většinou vyznačují velkou rozmanitostí variant. Složité montážní skupiny lze jen obtížně manuálně správně sestavit bez podrobného návodu. Odborníci v ústavu IFF se v systémech pro podporu montáži orientují na optické metody. Podařilo se jim vyvinout zajímavý technický asistenční systém principiálně spočívající v tom, že počítačem generovaná zobrazení překrývají kamerový obraz reálné scény a poskytují pracovníkovi aktuální pokyny k postupu při montáži. Člověk a stroj budou moci s použitím takových systémů v budoucnu pracovat na společných pracovištích a zajišťovat složité montážní operace. Zatímco člověk vykonává manuální práce, mobilní robot může flexibilně na požadovaném místě kontrolovat předchozí montážní kroky.

Závěr

Fraunhoferův ústav pro provoz a automatizaci továren (IFF) v Magdeburgu se již mnoho let úspěšně zabývá aplikovaným výzkumem v oblasti digitálního inženýrství, nejmodernějších měřicích a zkušebních metod a zařízení pro průmysl, inteligentní robotiky, mobilní asistenční robotiky a bezpečné spolupráce člověka s robotem. Odborníci ústavu jsou silně motivováni k zavádění výsledků výzkumu do praxe a vyvíjejí nová technologická zařízení a výrobní postupy, z nichž mnohé se v současnosti již používají v různých průmyslových odvětvích nebo si v blízké budoucnosti svou cestu do průmyslových provozů jistě najdou. Další informace lze nalézt na www.iff.fraunhofer.de .

[Fraunhofer IFF zeigt mobile Assistenzroboter und flexibel einsetzbare Prüfsysteme. Pressemitteilung Fraunhofer IFF, 17. 6. 2016.]

(Kab.)

Obr. 1. Mobilní asistenční robot Annie byl vyvinut jako systém univerzálně použitelný pro rozmanité úlohy schopný přímé spolupráce s dělníkem bez ochranných bariér (foto: Fraunhofer IFF)