KUKA erforscht psychosoziale Aspekte der Mensch-Roboter-Kollaboration

Zusammen mit dem Bundesministerium für Bildung und Forschung und der Deutschen Sporthochschule evaluiert KUKA ein roboterbasiertes System für neuromuskuläres Training.

28. Oktober 2020

KUKA seit mehr als drei Jahren beim Forschungsprojekt RoSylerNT engagiert

Während die Sporthochschule beim Testen von roboterbasierten Systemen für das neuromuskuläre Training vor allem auf physische Parameter achtet, untersucht KUKA die psychosozialen Aspekte wie Technikakzeptanz, Angst und Vertrauen. Nadine Bender, Senior Analyst Social Impacts of Robotics in der Konzernforschung bei KUKA, sagt: „Mit unseren Produkten verändern wir die Arbeitswelt, daher müssen wir uns mit den Auswirkungen dieses Wandels auf den Menschen beschäftigen. Dieser gesellschaftlichen Verantwortung sind wir uns bewusst.“

Erforschung der psychosozialen Aspekte der Mensch-Roboter-Kollaboration

Drei Systeme im Test

Deshalb wurden innerhalb des Forschungsprojekts verschiedene Geräte als lauffähige Testsysteme entwickelt, um deren Auswirkungen auf die Probanden zu untersuchen: eine Roboter-Beinpresse, ein automatisierter Geh- und Lauftrainer – etwa für Patienten nach einem Schlaganfall – sowie eine roboterbasierte Tragehilfe, die beim Handhaben schwerer Gegenstände unterstützt. Letztere wurde von KUKA entwickelt und besteht aus einer mobilen autonomen Plattform und zwei LBR iiwa.

Roboter als Traghelfer

Das System wurde bei KUKA in Augsburg von 15 Probanden getestet. Jeden Tag beantworteten die Probanden im Alter zwischen 18 und 49 Jahren Fragen und absolvierten Aufgaben mit dem MRK-System. So sollten sie etwa einen Tisch tragen – mal mit einem Menschen, mal mit dem Roboter. „Beim Tragen mit dem Roboter war klar, dass der Mensch die Kontrolle hat und der Roboter nur das macht, was er soll. So konnten Kommunikationsschwierigkeiten vermieden werden“, sagte einer der Probanden nach seinem Einsatz. „Insgesamt war die Kommunikation eindeutig. Vor allem durch das Tablet hat man klare Anweisungen bekommen.“

Die LBR iiwa helfen dem Probanden beim Tragen eines Tisches

Direkte Interaktion zwischen Roboter und Mensch

Denn neben Sensoren und einer Roboception-Kamera ist das System auch mit einem Tablet ausgestattet, das visuelles Feedback ermöglicht. „Die Testpersonen haben keine roboterspezifische Ausbildung. Durch das Tablet erfolgt die Kommunikation angenehmer und wir schaffen Vertrauen in die Interaktion“, begründet Nadine Bender von KUKA die technische Ausstattung.

Das System enthält außerdem Umgebungskarten, um die Navigation steuern zu können, sowie eine Fotodatenbank. Durch die integrierte Gesichtserkennung begrüßt der Roboter sein Gegenüber persönlich. Alle drei Systeme, also auch die Beinpresse und der Lauftrainer, können Haltung, Bewegung und Belastung des Menschen wahrnehmen und sich dadurch auf ihn und die jeweilige Situation anpassen. So gewährleisten die Roboter, dass Nutzer und Patienten nicht überlastet oder gar gefährdet werden. Eine Probandin sagte: „Nach einer kurzen Eingewöhnungsphase habe ich schnell gemerkt, wie der Roboter auf mich reagiert, was er macht und was nicht. Zum Beispiel wusste ich so relativ schnell, dass er nicht zu hektischen Bewegungen neigt.“

KUKA legt den Fokus auf Grundlagenforschung

Im Netzwerk mit der Sporthochschule in Köln und dem BMBF betreibt KUKA Grundlagenforschung. Zwar gibt es schon vereinzelte Untersuchungen zur Mensch-Roboter-Interaktion, in den Experimenten von KUKA kommen aber zudem die psychosozialen Aspekte zur Geltung. Diese Erkenntnisse sollen dann auf andere Produkte übertragen werden. „Vor allem im Bereich der Pflege bekommt die Zusammenarbeit mit Robotern einen immer höheren Stellenwert. Aber auch in der Industrie arbeiten Menschen und intelligente Maschinen immer öfter in unmittelbarer Nähe zusammen“, betont Nadine Bender.

Noch bis 31. Januar 2021 läuft das Forschungsprojekt, in dem nun die Ergebnisse der Testwoche in Augsburg ausgewertet werden. Auch in Köln werden die beiden anderen Systeme im Herbst im selben Umfang evaluiert. Projektleiter Dr. Uwe Zimmermann sagt: „Im Moment geht es uns neben der psychosozialen Forschung zudem um die Entwicklung von innovativen neuen Technologien, die auch in andere Produkte einfließen können. Am Ende wollen wir ein lernendes Robotersystem entwickeln, das aktiv Kräfte aufbringt und dadurch für den Menschen zum interaktiven Helfer wird.“