Wenn aus Zukunft Gegenwart wird

Mit einer Zeitmaschine in die Zukunft zu reisen – das hat sich sicher jeder schon einmal vorgestellt. Wie würde es in der Zukunft aussehen? Lassen Sie es uns zusammen herausfinden und begleiten Sie uns in die KUKA Konzernforschung.

Wenn man einen Blick in die Konzernforschung bei KUKA wirft, wird die Zukunft ein wenig zur Gegenwart. Denn dort arbeiten die Mitarbeiter jeden Tag an Technologien von morgen. So werden Bauteile von einem 3D-Drucker in kurzer Zeit gedruckt, Roboter kommunizieren miteinander und lernen voneinander und bei ihren Aufgaben, sodass sie mit jeder Ausführung intelligenter werden. Und sie lassen sich intuitiv mit dem Smartphone steuern. In Supermärkten werden die Regale nicht mehr nur alleine von Menschen eingeräumt. Und wenn es nach der Konzernforschung geht, werden Roboter nicht nur ältere Personen bei Haushaltstätigkeiten unterstützen. Die Felder, in denen die Kollegen forschen und entwickeln, sind vielfältig.

Wir haben drei Projekte der KUKA Konzernforschung näher betrachtet:

Eine verlässliche Brustkrebsdiagnose

Das EU-Forschungsprojekt MURAB, „MRI – and ultrasound robotic assisted biopsy“ setzt sich für eine bessere Krebsdiagnostik ein. Mit der Unterstützung eines LBR iiwa sollen Präzision und Effektivität der Biopsien gesteigert werden. Nach einem MRT folgt ein Ultraschall-Scan mit dem LBR iiwa. Mithilfe der im Rahmen des Projektes entwickelten Technologie der Gewebemodellierung „Tissue Active Slam (TAS)“ werden beide Datensätze in einem Modell zur Deckung gebracht und Knoten erkannt.

Darauf basierend berechnen sich der Einstichpunkt der Biopsienadel und die Richtung. Der Roboter positioniert einen Nadelhalter für die Gewebeentnahme, der Chirurg führt den Einstich durch. Mensch und Roboter arbeiten Hand in Hand. „Das Ziel von MURAB ist ein einheitlicher und durchgängiger Prozess zur schnellen und sicheren Diagnose von Brustkrebs.

Das EU-Forschungsprojekt MURAB, „MRI – and ultrasound robotic assisted biopsy“ setzt sich für eine bessere Krebsdiagnostik ein.
Das EU-Forschungsprojekt MURAB, „MRI – and ultrasound robotic assisted biopsy“ setzt sich für eine bessere Krebsdiagnostik ein.
Applikation für den Ultraschall-Scan mit dem LBR iiwa
Applikation für den Ultraschall-Scan mit dem LBR iiwa

Im Projekt werden alle notwendigen Komponenten entwickelt und miteinander vernetzt: von verschiedenen bildgebenden Verfahren über die Simulation von Gewebeverformungen bis hin zur Planung und Regelung von Roboterbewegungen zur Unterstützung einer Gewebeentnahme“, beschreibt der technische Projektleiter Felix Allmendinger.

„Das Ziel von MURAB ist, dass sich Fehldiagnosen stark reduzieren lassen. So kann man auch kleinere Knoten erkennen und biopsieren“, erklärt Projektmitarbeiter Johannes Lachner. „So erhält die Patientin das Ergebnis innerhalb weniger Stunden, und es ist günstiger für das Klinikum.“

Innovation im Supermarkt

Bislang wurden unergonomische und zeitintensive Tätigkeiten im Einzelhandel nicht durch Automatisierung unterstützt. Die Mitarbeiter des von der EU geförderten Forschungsprojekts REFILLS, „Robotics Enabling Fully-Integrated Logistic Lines for Supermarkets“, wollen das ändern. „Es stellt sich die Frage: Warum sind in den heutigen Supermärkten keine Roboter?“, erzählt Klaus Miller, der Leiter des Projektes.

„Bei Amazon im Logistiklager oder auch im Hinterzimmer einer Apotheke wird man automatisierte Prozesse sehen. Wir wollen diese Vision angehen.“ Ein flacher Transport-Carrier, der sich mit unterschiedlichen Robotermodulen koppeln kann, soll vier Logistikschritte übernehmen: den Warenbestand in den Regalen scannen, die Produktdaten speichern, eingehende Waren nach Produktkategorien vorsortieren und zu den Regalen bringen.

Beim Überprüfen des Warenbestandes im Regal und bei unergonomischen Arbeiten im Lager unterstützen Roboter im Rahmen des REFILLS-Projektes.
Beim Überprüfen des Warenbestandes im Regal und bei unergonomischen Arbeiten im Lager unterstützen Roboter im Rahmen des REFILLS-Projektes.

Darauf folgt das Befüllen der Regale durch ein kollaborierendes Robotersystem. Überschüssige Waren werden autonom in das Warenlager zurückgeführt. „Die Belastung des Supermarktpersonals steigt mit wachsender Produktvielfalt und kürzeren Verfügbarkeitszyklen. REFILLS hat das Ziel, die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter zu entlasten und ihnen mehr Zeit zur Kundenberatung zu geben. So sollen in Zukunft Waren im Supermarkt vorsortiert und mittels mobiler Plattformen auf die Ladenfläche vorkommissioniert werden“, beschreibt Miller den eingeschlagenen Lösungsansatz des Forschungsprojekts.

Eine Partnerbörse für die Servicerobotik

Die Potenziale von Service-Robotern werden günstig bewertet, dennoch verbleibt die Marktentwicklung bislang unter den Erwartungen. „Servicerobotik ist ein besonderes Geschäftsfeld: Hier werden Lösungen für mittlere Stückzahlen und meist unter sehr hohen Kosten entwickelt. Servicerobotik ist eher ein Produktgeschäft als ein Projektgeschäft“, erklärt Dr. Uwe Zimmermann.

Ziel von SeRoNet ist die Entwicklung einer offenen Plattform für kundenspezifische Lösungen.
Ziel von SeRoNet ist die Entwicklung einer offenen Plattform für kundenspezifische Lösungen.

„Andererseits sind die Anbieter von Servicerobotik eher mit Systemintegratoren zu vergleichen als mit traditionellen Roboterherstellern. Die technischen und finanziellen Risiken sind für die oftmals hier agierenden Start-ups alleine schwer zu stemmen.“

Das Forschungsprojekt SeRoNet will durch eine auf Wachstum angelegte Plattform den Software-Entwicklungsaufwand in der professionellen Servicerobotik deutlich senken. „Die arbeitsteilige Entwicklung, bei der Komponentenhersteller, Systemintegratoren, Kunden usw. zusammenarbeiten, scheint eine valide Antwort auf diese Herausforderung zu sein“, schildert Projektleiter Zimmermann. „Andererseits zeigt sich eine Tendenz weg von der herkömmlichen Wertschöpfungskette hin zu einem Wertschöpfungsnetzwerk. SeRoNet wird eine Online-Plattform zur Vernetzung eines solchen Wertschöpfungsnetzwerkes zur Verfügung stellen.“ In dem Verbundprojekt arbeiten die Projektpartner an einer offenen IT-Plattform. „Ziel ist es, Automatisierungslösungen arbeitsteilig zu entwickeln und passgerecht dem Endanwender anzubieten“, erklärt Dr. Jürgen Bock, Clusterleiter Smart Data and Infrastructures.

Wussten Sie, das Roboter träumen können? Gemeinsam mit Partnern wie der Universität Freiburg oder dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt arbeitete KUKA daran. Nach drei Jahren endete das durch die EU geförderte Projekt RobDREAM planmäßig zum 31. Januar 2018. Lesen Sie hier mehr über die Bilanz einer ungewöhnlichen Idee.

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