KUKA Innovation Award 2018

Die Gewinner des Innovation Awards 2018 zum Thema „Real-World Interaction Challenge“ stehen fest: Mit ihrer Demonstration aus den Bereichen der dynamischen Mensch-Modellierung, Bildverarbeitung und Interaktionskontrolle für Roboter konnte das Team CoAware aus Italien die internationale Fachjury überzeugen.

Team CoAware holt Innovation Award 2018

Die Gewinner des diesjährigen Innovation Awards zum Thema „Real-World Interaction Challenge“ stehen fest: Es sind die Mitglieder des Teams CoAware aus Italien. Mit ihrer Demonstration aus den Bereichen der dynamischen Mensch-Modellierung, Bildverarbeitung und Interaktionskontrolle für Roboter konnten die Experten vom Istituto Italiano di Tecnologia die internationale Fachjury vor Ort überzeugen. Das Team darf sich nun über ein Preisgeld von 20.000 Euro freuen.

Am Stand des Innovation Awards demonstrierte das Team mit einem LBR iiwa und eigens geschriebener Software, wie Bewegungen und Ergonomie durch ein dynamisches Modell in Echtzeit überwacht und optimiert werden können. Eine Hand am Greifer des Leichtbauroboters griff dabei eigenständig nach Objekten wie etwa einem metallischen Zylinder und führte diesen einem Arbeiter zu, der das Werkstück daraufhin mit einer Poliermaschine ergonomisch bearbeiten konnte (mehr dazu in der Video-Playlist).

Konnte die Jury für sich gewinnen: Team CoAware vom Istituto Italiano di Tecnologia in Italien

KUKA Innovation Award 2018: Die Aufgabe

Im Mittelpunkt des Wettbewerbs 2018 stand die Interaktion eines Roboters auch außerhalb des industriellen Umfelds und die direkte Unterstützung des Menschen durch den Roboter. Die Anwendungen sollten so realitätsnah wie möglich gestaltet und präsentiert werden.

Um die Konzepte vergleichen zu können, stellte KUKA den Finalteams jeweils einen flexFellow zur Verfügung – eine ortsflexible Robotereinheit, auf der ein KUKA LBR iiwa montiert ist, ein sensitiver Leichtbauroboter für sichere Mensch-Roboter-Kollaboration. Zudem stand ein 3D-Vision-Sensor des Start-Ups Roboception zur Verfügung.

"Die Idee ist, dass Roboter und Menschen zusammenarbeiten und sich nicht gegenseitig ausweichen müssen. Dies erfordert eine umfangreiche Datenfusion – das ist unsere größte Herausforderung", so eines der Teammitglieder vor der Entscheidung.

Auf der Hannover Messe 2018 hat das Team CoAware diese Herausforderung überzeugend gemeistert.

Real-World Interaction Challenge: Die volle Bandbreite an Ideen

KUKA ist vor allem für seine vielfältigen und leistungsstarken Industrieroboter bekannt. Doch mit dem sensitiven Leichtbauroboter LBR iiwa lassen sich auch zahlreiche Aufgaben meistern, die im echten Alltag anfallen. Szenarien, die für den Menschen nicht kompliziert wirken – Eiscreme servieren, Haare kämmen, Holz schichten oder Flüssigkeiten abschätzen – erfordern den Einsatz von komplexen Algorithmen und zahlreichen Sensoren. Am Stand des Innovation Awards 2018 haben die Roboter der Finalistenteams all diese Herausforderungen mit Bravour gemeistert:

Team Alberta

Die Forschungsgruppe Robot Vision der Universität Alberta befasst sich mit einer bildgeführten Bewegungssteuerung von Roboterarmen und Händen. Damit zukünftige Robotersysteme mit dem Menschen auch in einer unstrukturierten Umgebung zusammenarbeiten können, setzt dieses Team Verfahren ein, die es dem Roboter erlauben, vom Menschen durch Beobachtung, Gesten und Dialoge zu lernen. Dieses Wissen soll Roboter in die Lage versetzen, unterschiedliche Alltagsgegenstände, Werkstücke und Bauteile zu greifen und selbstständig zu sortieren, auch wenn neue, unbekannte Objekte hinzugefügt werden.

"Die Messe ist wie ein Fenster zur Zukunft, ein Ort, an dem man echte Innovationen präsentieren und entdecken kann. Für uns ist sie eine großartige Möglichkeit, eine Brücke zwischen Forschung und Industrie zu schlagen."

Team Alberta - Universität Alberta, Kanada

Team DynaMaP

Die Mitarbeiter von Draper, einer Non-Profit R&D-Organisation, der Robot Locomotion Group des MIT und dem Agile Robotics Lab in Harvard, wollen beweisen, dass es Robotern möglich ist, sich auch in unstrukturierten Umgebungen zurechtzufinden und dort Aufgaben auszuführen. Dabei wendet das Team neuronale Netze an, um die Positionen und die Interaktionsdynamik von Objekten im Umfeld zu bestimmen. Demonstriert werden die Entwicklungen an einer Wartungsaufgabe, die typischerweise von einem Menschen ausgeführt wird.

"Wenn ein Roboter neben einer Person an einer überladenen Werkbank oder in einer überfüllten Küche arbeitet, muss er in der Lage sein, Objekte zu erkennen und mit ihnen zu interagieren – ohne vorher etwas über sie zu wissen."

Team DynaMap - MIT & Harvard University, USA

Team UPEnD

Vier Wissenschaftler von der University of Pennsylvania vereinen in ihrem Team die Expertise aus den verschiedensten Gebieten der Robotik, von Bildverarbeitung über Greifplanung bis hin zur Systemintegration. Das Team beschäftigt sich mit den Herausforderungen im Umgang des Robotersystems mit flüssigkeitsgefüllten Gefäßen und beim exakten Dosieren mit Applikationen aus der Pharmaindustrie. Dazu werden die Sensoren des Roboterarms sowie zwei Stereo-Kameras für die Regelung verwendet.

"Wir glauben, dass unser Projekt das Ziel von KUKA widerspiegelt: Roboter zu entwickeln, die als Teamkameraden effektiv und sicher mit menschlichen Kollegen zusammenarbeiten."

Team UPEnD - University of Pennsylvania, USA

Team CRoW

Das Team des Institute for Computational Design and Construction der Universität Stuttgart will kleinen mittelständischen Unternehmen einen Zugang zu robotergestützter Arbeit ermöglichen und bringt dabei Expertise in algorithmischer Geometrie und Entwicklung von roboterbasierten Materialbearbeitungssystemen ein. Das Konzept umfasst eine kollaborative Roboterwerkbank mit Augmented-Reality-Schnittstelle. Demonstriert wird ein Szenario aus der Holzbearbeitung, in dem der Roboter den Menschen assistiert.

"Bisher erfordern Schnittstellen und Workflows mit Robotern umfangreiches Expertenwissen. Wir sind der Meinung, dass sich dies radikal ändern sollte - mithilfe von Augmented Reality können Roboter für ein breiteres Publikum zugänglich werden."