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Robotik-Sensorik radikal vereinfacht

Das Startup RoVi Robot Vision von drei Forschern der TU München hat die komplizierte, elektronische Sensorik von Robotern maßgeblich vereinfacht. Auf Basis ihrer Forschungen ist es ihnen weltweit erstmals gelungen, dass Roboter die Positionen, Bewegungen und Kontaktkräfte ihrer Arme und Greifer ohne integrierte elektronische Sensoren wahrnehmen können. Die Vision der Entwickler ist es, intelligente und hochsensitive Roboter auch für KMUs und Endverbraucher verfügbar zu machen.

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Mit bisherigen Lösungen der industriellen Bildverarbeitung erkennen Roboter nur den Raum um sich herum oder Gegenstände, die sie greifen oder bearbeiten sollen. Mit der industriellen Bildverarbeitung von RoVi nehmen Roboter nun auch ihre Körperteile selber wahr – und zwar ohne elektronische Sensoren. Software ersetzt damit komplexe Hardware-Sensorik.

Zur Vermessung von Positionen und Bewegungen werden am Roboter aufgedruckte visuelle Muster verwendet. Die RoVi-Software berechnet damit mittels intelligenter Bildanalyse die Position des Roboters im Raum, sowie dessen Bewegungen und Gelenkstellungen. Kräfte und Momente werden ebenfalls mittels einfacher, passiver, d.h. nicht elektronischer, Elemente wie beispielsweise Schaumstoff oder Federn gemessen. Die Kontaktkräfte des Greifers oder des Roboters führen zu charakteristischen Verformungen dieser Elemente. Die RoVi-Software misst diese Verformungen mittels Bildanalysealgorithmen und berechnet daraus die Kontaktkräfte. Die dabei für Industrie 4.0 anfallenden Daten und Statistiken der Roboter und ihrer Einsätze werden von RoVi vor Ort oder in der Cloud verarbeitet und ausgewertet.

Roboter werden günstiger und flexibler

Damit Roboter sicher und autonom mit ihrer Umgebung interagieren können, sind z. B. an Roboterarmen oft über 20 einzelne elektronische Sensormodule verbaut. Dies führt zu hohen Hardware-, Integrations- und Wartungskosten, die durch RoVi deutlich reduziert werden können. Zudem sind viele Robotersysteme auf bestimmte Anwendungen aufwendig abgestimmte Spezialisten und daher recht unflexibel im Einsatz. Das Sensorik-Konzept von RoVi aus passiven Elementen und industrieller Bildverarbeitung ermöglicht Robotern
durch die reichhaltigen Sensordaten hingegen eine neue Vielseitigkeit und den wirtschaftlichen Einsatz auch bei kleinen Stückzahlen oder kurzzeitigen Einsätzen. So lassen sich Objekte unterschiedlicher Formen und Materialien mit einem einzigen Greifer mit sich selbst anpassenden Fingern handhaben. Die passiven Elemente können zudem mit 3D Druckern für einmalige Einsätze von Robotern, bspw. in der Medizin oder im Umgang mit Lebensmitteln, kostengünstig und rasch hergestellt werden.

Neue Märkte und Anwendungsmöglichkeiten

Das Sensorik-Konzept RoVi eröffnet Robotern ganz neue Märkte und Anwendungsgebiete in sämtlichen Bereichen der Industrie aber auch der Medizin, der Pflege oder im privaten Bereich. Besonders dort wo eine flexible Handhabung von Objekten nötig ist, z.B. in der Logistik, Montage, Kommissionierung, Landwirtschaft oder Nahrungsmittelindustrie. Zudem werden intelligente und hochsensitive Roboter durch RoVi auch für kleine KMUs und Endverbraucher verfügbar. Experten schätzen den für das RoVi-Sensorsystem relevanten Gesamtmarkt für 2019 auf 570 Mio. €.
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Automatica, Robotik

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