Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Menschen zwischen Realität und Virtualität

08.06.2009
imk automotive GmbH, TU Chemnitz und Institut für Mechatronik entwickeln ein System zur Bewegungssynthese für digitale Menschmodelle

Planer, die bereits vor dem Bau einer Fabrik wissen wollen, wie die Fertigung von Produkten dort ablaufen wird, setzen in einer Digitalen Fabrik am Computer ein dreidimensionales Abbild der künftigen Produktion um.

Nicht nur Maschinen und Fördersysteme werden dabei realistisch abgebildet, sondern auch deren Bewegungen werden modelliert. Für automatisierte Abläufe, etwa Tätigkeiten von Robotern, liegen bereits Visualisierungslösungen vor, mit denen Fehlerquellen und Risiken im Vorfeld des Baus der Fabrik virtuell erkannt und beseitigt werden können. Vor allem in der Montage arbeiten jedoch Menschen. Gegenüber Robotern haben sie den Vorteil, dass sie flexibel, situationsabhängig und schöpferisch agieren können - was jedoch die Visualisierung in 3D-Modellen wesentlich erschwert. "Geeignete Softwarewerkzeuge hierfür gibt es bisher nur wenige, der Zeitaufwand bei der Bewegungserstellung ist hoch und es gibt zu wenige Bewertungsverfahren", erklärt Dr. Jens Trepte, Geschäftsführer des Chemnitzer Ingenieurbüros für Entwicklungs- und Planungsdienstleistungen imk automotive GmbH.

Ein Chemnitzer Forschungsprojekt zielt nun darauf, Bewegungsmodelle des Menschen für die Digitale Fabrik zur Verfügung zu stellen. Verbundkoordinator ist die imk automotive GmbH; Projektpartner sind die Professur Graphische Datenverarbeitung und Visualisierung sowie die Professur Arbeitswissenschaft der TU Chemnitz und das Institut für Mechatronik e. V. Die Bewegungen, die das Menschmodell liefert, nutzen die Wissenschaftler hauptsächlich, um zu prüfen, ob die geplanten Tätigkeiten von einem Werker tatsächlich ausgeführt werden können und ob der zeitliche Ablauf realistisch ist. Auch Ergonomie und Arbeitsschutz werden geprüft. Das Fernziel der Forschung ist die Ergänzung vorhandener Planungssysteme um Werkzeuge zur effizienten Planung und Visualisierung menschlicher Arbeitsvorgänge. Um dieses Ziel zu erreichen, sollen im Rahmen des Verbundprojektes zunächst die theoretischen Grundlagen zur automatisierten Bewegungssynthese für digitale Menschmodelle untersucht werden. Ausgehend von einer strukturierten Tätigkeitsbeschreibung, einem 3D-Layout und wenigen ergänzenden Parametern soll ein System entworfen werden, das aus diesen Eingangsinformationen automatisch einen korrekten Bewegungsablauf für ein digitales Menschmodell generiert.

Bereits der Prototyp eines 3D-Planungswerkzeuges zur einfachen und intuitiven Ansteuerung von digitalen Menschmodellen von der imk automotive GmbH ist bei Kunden auf große Resonanz gestoßen. "Der so genannte Editor menschlicher Arbeit - kurz EMA - wurde trotz Prototypen-Status bereits erfolgreich in Projekten eingesetzt", berichtet Trepte. Das Anwendungsgebiet vergrößerte sich durch Kundenanfragen, wodurch der Bedarf entstand, weitere wissenschaftliche Grundlagen zur Generierung und Bewertung biomechanisch korrekter Bewegungen zu erforschen. Denn für die geforderten Untersuchungen sind Qualität und Korrektheit der Eingabedaten zwingend erforderlich und müssen gegebenenfalls sogar nachgewiesen werden. Daraus entstand die Idee für das Verbundprojekt.

"imk automotive ist neben der Projektleitung zuständig für die Abbildung von sprachlichen Tätigkeitsbeschreibungen und einer Umgebungsbeschreibung auf eine abstrakte Bewegungsbeschreibung", erläutert Softwareentwickler Sebastian Bauer. "Um die Bewegung nicht nur realistisch aussehen zu lassen, sondern auch ergonomisch günstig vorzugeben, wird an der Professur Arbeitswissenschaft die Arbeitsbelastung von Bewegungen bewertbar gemacht. Dazu werden Bewegungen an einem Versuchsstand durchgeführt und die Beanspruchung gemessen", berichtet Prof. Dr. Birgit Spanner-Ulmer, Inhaberin der Professur Arbeitswissenschaft. Die Professur Graphische Datenverarbeitung und Visualisierung entwickelt in diesem Projekt einen so genannten Bewegungsgenerator. "Diese Software berechnet und visualisiert die Bewegungen eines virtuellen Menschen auf der Grundlage gegebener Start- und Zielbedingungen sowie der Umgebungsgeometrie", erklärt Prof. Dr. Guido Brunnett. Am Institut für Mechatronik werden die synthetisierten Bewegungsvorgänge umfassend analysiert. Dazu wird die Bewegung durch ein biomechanisches Menschmodell abgebildet. Sowohl kinematische als auch dynamische Kenngrößen werden ermittelt und gestatten eine Bewertung hinsichtlich der praktischen Ausführbarkeit der Bewegung.

Kontakt:
Dr. Jens Trepte, imk automotive GmbH, Telefon 0371 40097-10,
E-Mail jens.trepte@imk-automotive.de
Prof. Dr. Guido Brunnett, Professur Graphische Datenverarbeitung und Visualisierung, Telefon 0371 531-31533,

E-Mail guido.brunnett@informatik.tu-chemnitz.de

Prof. Dr. Birgit Spanner-Ulmer, Professur Arbeitswissenschaft,
Telefon 0371 531-23210,
E-Mail birgit.spanner-ulmer@mb.tu-chemnitz.de
Dr. Albrecht Keil, Institut für Mechatronik,
Telefon 0371 531-19660, E-Mail a.keil@ifm.tu-chemnitz.de

Katharina Thehos | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-chemnitz.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft
27.04.2017 | Kompetenzzentrum - Das virtuelle Fahrzeug Forschungsgesellschaft mbH

nachricht Ergonomie am Arbeitsplatz: Kamera erkennt ungesunde Bewegungen
24.04.2017 | IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

Jenaer Akustik-Tag: Belastende Geräusche minimieren - für den Schutz des Gehörs

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Die Kieler Förde – ein Trainingsbecken für Miesmuscheln

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Mikroskop im Kugelschreiberformat: Auf dem Weg zur endoskopischen Krebsdiagnose

28.04.2017 | Medizintechnik

Leipziger Forscher kreieren borhaltiges künstliches Vitamin

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie