TU Chemnitz Forschung Projekte 3DIMiR: Von der Angst zum Vertrauen: 3D-Interaktion zwischen Mensch und industriellen Robotern

3DIMiR: Von der Angst zum Vertrauen: 3D-Interaktion zwischen Mensch und industriellen Robotern

3DIMiR: Von der Angst zum Vertrauen: 3D-Interaktion zwischen Mensch und industriellen Robotern

Teilthema:

Faktor Mensch: Analyse Vertrauen und Akzeptanz

Finanzierung

BMBF

Projektpartner

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWUFSU Jena, Lehrstuhl für Allgemeine PsychologieOVGU Magdeburg, Institut für Informations- und Kommunikationstechnikdesign:lab weimar GmbHIntenta GmbHNSC GmbHplavis GmbHSikom Software GmbHYOUSE GmbH

Projektlaufzeit

November, 2017 bis Oktober, 2019

Motivation und Zielstellung


Für den Betrieb von Industrierobotern gelten in heutigen Produktionsanlagen strenge Sicherheitsvorschriften. Die Roboter arbeiten deshalb in der Regel räumlich getrennt vom Menschen. Nur Sonderbauformen, wie beispielsweise Leichtbauroboter, können derzeit mit dem Menschen direkt kooperieren und ihn aktiv unterstützen. Diese sind jedoch bezüglich der erreichbaren Geschwindigkeit und Tragkraft eingeschränkt. Durch die zunehmende Nachfrage nach individualisierten Produkten muss künftig eine steigende Variantenzahl vieler Produkte hergestellt werden, was eine flexiblere Produktion erfordert. Langfristig erwächst daraus die Notwendigkeit einer gewissen Zusammenarbeit zwischen Mensch und industriellen Robotern, da Menschen über eine flexiblere Wahrnehmung, Urteilsvermögen, Improvisation verfügen, Roboter hingegen Vorteile bzgl. Reproduzierbarkeit, Produktivität und Kraft aufweisen. Die Produktion kann dadurch schneller vonstattengehen und zugleich flexibel und robust auf Produktvariationen reagieren. Angst des Menschen vor dem Roboter kann jedoch ein Hemmnis für das zukünftige Flexibilisierungsmodell sein.

Industrieroboter sind volldynamische Maschinen, die sich schnell und mit hohen Traglasten in alle Richtungen bewegen können. Größe, Geschwindigkeit, Kraft und Unvorhersehbarkeit der Roboterbewegungen können auf den Menschen angstauslösend wirken. Als Folge könnte er die Kollaboration mit der Maschine verweigern. Auch Reaktionen eines kollaborierenden Menschen aus Angst, wie beispielsweise Reflexbewegungen, stellen ein nicht zu unterschätzendes Gefahrenpotential dar und können zu einem Unfall führen. Ziel des Projekts 3DIMiR ist es daher, Ursachen und Anzeichen von Angst während der Roboterkollaboration zu erfassen und das Verhalten des Roboters so anzupassen, dass Angst abgebaut wird bzw. gar nicht erst entsteht.
 

Industrieroboter können Angst auslösen. Angst und ihre Ursachen bei der Mensch-Roboter-Kollaboration zu erkennen sowie zu vermeiden ist das Ziel des Projekts 3DIMiR.
Industrieroboter können Angst auslösen. Angst und ihre Ursachen bei der Mensch-Roboter-Kollaboration zu erkennen sowie zu vermeiden ist das Ziel des Projekts 3DIMiR. (Bildquelle: unsplash.com)

Vorgehensweise


Das Vorhaben umfasst im Wesentlichen drei Schwerpunktthemen. Zum einen sollen Auslöser und Symptome menschlicher Ängste analysiert werden. Hauptsächlich soll das in Bezug auf Kollaborationsszenarien zwischen dem Menschen und dem Roboter geschehen. Davon ausgehend sollen in einem zweiten Schwerpunkt Methoden und Technologien entwickelt werden, um diese Ängste in realen Szenarien im Rahmen einer Versuchsplattform zu erfassen. Im dritten Schwerpunkt sollen Verfahren evaluiert werden, die der Vertrauensbildung und der Angstreduktion dienen, z. B. indem der Mensch über die Handlungen und bevorstehenden Aktionen des Roboters aufgeklärt wird (Kommunizierende Systeme). Mit Hilfe der individuellen Roboterregelung und Informationsdarstellung soll Angst vermieden und das Vertrauen des Menschen gegenüber dem robotischen Assistenzsystem gestärkt werden. Dadurch kann sich der Mensch auf die Koordination der Aufgabe konzentrieren, während der Industrieroboter die nötigen Prozesskräfte aufbringt. Ausgehend von objektivierten Messdaten des Ausmaßes der menschlichen Angst, soll die Effektivität der Kommunikationstechniken und ihre individuelle Tauglichkeit überprüft werden.
 

Ansprechpartner


Konferenzbeiträge


Legler, F.Langer, D.Dittrich, D. (2019). Angst und Vertrauen in der Mensch-Roboter-Kollaboration bei Erstkontakt mit industrieller Schwerlastrobotik. Die hybride Fabrik – menschliche und künstliche Intelligenz im Einklang, Tagungsband Vernetzt Planen und Produzieren (VPP).
06.11.2019 bis 07.11.2019
, Chemnitz (S. ).