Technisch setzt GreenBotAI bei den Reaktions- und Latenzzeiten von Industrierobotern, einer verbesserten Bahnplanung sowie der Ausführung bestimmter Aufgaben noch während der Roboterbewegung (on the fly) an. Ohne Zwischenstopp ist dann z.B. die Aufnahme von 2D-Bildern zur Objekterkennung für die gewünschte Handlings- oder Montageaufgabe möglich. In dem deutsch-französischen Forschungsprojekt ist das Fraunhofer IWU Konsortialführer.
Intelligente und flexible Robotik
Der Projektschwerpunkt liegt auf einem agilen Ansatz für den Umgang mit Materialien und Werkstücken. KI-Algorithmen sollen der Fertigung mehr Flexibilität verleihen und die Produktion in unterschiedlichen Industriebereichen beschleunigen. Ziel ist eine intelligente Robotik, die komplexe Aufgaben auch spontan erledigen kann. Erforderliche Hardwarekomponenten, moderne Deep-Learning-Methoden zur Überwachung sowie Verbesserungen bei Datenverarbeitung und Fehlerkontrolle sollen einen Generationenwechsel in der Robotik einläuten.
Energieverbrauch reduzieren ohne Roboteraustausch
GreenBotAI arbeitet an mehreren Stellhebeln, um den Energieverbrauch in einer Größenordnung von bis zu 25 Prozent zu senken. Dazu zählen datenreduzierte KI-Modelle, beschleunigte Greifaufgaben und eine verringerte Rechenleistung. Eines der Ziele lautet komplexe Bewegungsabläufe mit simplen Bildinformationen zu steuern. Dabei sind die Projektpartner auch bereits gut vorangekommen, wie ein Demonstrator belegt. Ein mit industrieller Kameratechnik in 2D aufgenommenes Einzelbild (One-Shot-Demonstration) des Bauteils und wenig Rechenleistung genügen, damit der Roboter dieses Bauteil aufnehmen, überprüfen und in die gewünschte Position bringen kann. Dabei übernimmt die am Fraunhofer IWU entwickelte Software Xeidana die Kontrolle, ob das richtige Bauteil aufgenommen wurde. Wird ein Zahnrad an beliebiger Stelle auf einem Tisch im Arbeitsraum eines kollaborativen Roboters abgelegt, soll die Software auf Basis der Bildinformation die Positionen aller Objekte relativ zum Roboter ermitteln, die Roboterbahn berechnen und die Griffposition bestimmen. Der Roboter greift daraufhin das Zahnrad, prüft es und verlässt sich dabei ganz auf die Bildinformationen. Hier kommt die echtzeitfähige Auswertung von Kraftdaten ins Spiel, die dem Roboter vorgibt, wie er das aufgenommene Zahnrad in ein zweites Zahnrad einpassen soll. Das funktioniert mit einer smarten Anwendung von KI, die den Tastsinn des Menschen imitiert. Alle realen Aktionen des Roboters werden zusätzlich über einen digitalen Zwilling visualisiert. Die Montage sowie die Anwendung zur integrierten Qualitätskontrolle wurden im Rahmen des Demonstrators ebenfalls realisiert.
Projektpartner in GreenBotAI sind neben dem Fraunhofer IWU Fakultät für angewandte Naturwissenschaften und Mechatronik der Hochschule München, der Softwareentwickler Inbolt sowie die École Nationale Supérieure d’Arts et Métiers. Fördermittelgeber auf der deutschen Seite ist das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz.