Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

ImRoNet

05.06.2008
Internetbasierte multimediale/multimodale Nutzerschnittstellen zur Teleoperation von Robotern

Ziel des Forschungsvorhabens ImRoNet ist es, internetbasierte multimediale/multimodale Nutzerschnittstellen zur Teleoperation von Robotern zu erforschen und neue Verfahren und Komponenten zur Gestaltung der intuitiven Bedienung von Robotern in typischen Einsatz­umgebungen zu konzipieren und experimentell zu validieren.

Damit die Teleoperation intuitiv und effektiv durchgeführt werden kann, sollen die Daten unterschiedlichster Sensorsysteme des Roboters multimedial so aufbereitet werden, dass der Bediener sie intuitiv interpretieren und darauf reagieren kann. Die Anwendungen für solche teleoperativen Systeme sind die Überwachung und Steuerung von technischen Anlagen, Bauwerken, Gebäuden und Umgebungen.

Im Rahmen von ImRoNet werden am Fraunhofer IPA neue Verfahren für die Datenübertragung, insbesondere die Anbindung der Industriestandards ADS und OPC/UA zur Steuerung mobiler Roboter, zur Umgebungsmodellierung und zur teilautonomen, multimodalen Steuerung teleoperierter Roboter, entwickelt. Diese Schlüsselkomponenten werden nachfolgend im Detail beschrieben:

... mehr zu:
»Kollision »Roboter »Teleoperation

ADS-Anbindung der Roboterhardware

Für die zeitnahe Übertragung multimedialer und multi­modaler Inhalte sowie für die Ansteuerung und das Auslesen von Aktoren und Sensoren ist eine effiziente Anbindung der Roboterhardware an den entsprechenden Steuerrechner notwendig. Das ADS-Protokoll ist ein industriell erprobtes Produkt, das auf Durchsatz und Determinismus optimiert ist und somit minimale Zyklus- und Reaktionszeiten des Roboters ermöglicht. Für ImRoNet wurde deshalb eine Robotersteuerung auf Basis von ADS umgesetzt.

Steuerung mobiler Roboter über OPC

OPC/UA ist ein herstellerunabhängiger Standard zum Austausch von Daten zwischen unterschiedlichen Softwarekomponenten. OPC/UA bietet eine Basis für eine effiziente Datenübertragung, welche nicht echtzeitfähig oder deterministisch vorliegen müssen. Insbesondere werden Mechanismen für den sicheren Datenaustausch über das Internet bereitgestellt. Durch die Erweite­rung der Robotersteuerung um eine OPC/UA-Schnittstelle wurde die Anbin­dung der Steuerung an die industrielle Automatisierungstechnik ermöglicht.

Umgebungsmodellierung

Sollen mobile Roboter Manipulationsaufgaben übernehmen, ist eine exakte Kenntnis der jeweiligen Umgebung Voraussetzung. Nur so können potentielle Kollision­en des Roboters mit Objekten oder Personen frühzeitig erkannt und vermieden werden. Im Rahmen von ImRoNet beschäftigt sich das Fraunhofer IPA mit der automatischen Generierung solcher Umgebungskarten. Im Vordergrund steht dabei nicht das Erlernen großflächiger Gebiete, welches komplexe Algorithmen benötigt und immense Anforderungen an die Rechenleistung der verwendeten Systeme stellt, sondern die Detaillierung und Ausgestaltung bereits teilweise bekannter Regionen. Unter Ausnutzung der Synergien bestehender Verfahren zur Navigation und neuartiger 3-D-Sensoren können effizient dynamische Modelle der näheren Umgebung erstellt werden. Diese exakten, dynamischen Modelle bieten die Grundlage für die sichere Bewältigung von Manipulationsaufgaben.

Benutzerschnittstelle mit Augmented Reality und haptischem Feedback

Zur Unterstützung des Benutzers während der tele­operierten Manipulation wird in ImRoNet eine multimodale Benutzerschnittstelle realisiert. Diese beinhaltet sowohl die vom Roboter übertragenen Kamerabilder als auch eine überlagerte Visualisierung relevanter Objekte und Hindernisse in der Umgebung des Roboters. Mittels haptischem Feedback, z. B. über einen Force-Feedback-Joystick werden Kollisionen vermieden sowie Manipulationsvorgänge vereinfacht, z. B. indem vor der Durchführung des eigentlichen Manipulationsvorgangs in einer Simulationsumgebung der Endeffektor des Roboters automatisch an das zu manipulierende Objekt herangeführt und dadurch der Zielpunkt für den nachfolgenden Greifvorgang definiert wird.

Kollisionsfreie Manipulation

Nach der Vorgabe einer Greifposition muss der Manipulator die entsprechende Konfiguration einnehmen. Da sich in der Umgebung des Roboters Personen aufhalten können, sind neben einer exakten Kinematik und Gelenkwinkelregelung eine dynamische Kollisionsvermeidung und eine damit verbundene Echtzeit-Überwachung des Arbeitsraums erforderlich. Die Kollisionsüber­wachung schließt sowohl Eigenkollisionen des Roboters als auch Kollisionen mit der Umgebung aus. Der Kollisionserkennungsalgorithmus ist mit einem Bahnplanungsverfahren gekoppelt, das ausgehend von der aktuellen Roboterkonfiguration einen kollisionsfreien Pfad zur Zielkonfiguration errechnet und verfolgt.

Weitere Informationen zu ImRoNet finden Sie auf dem Serviceroboterstand der Automatica in Halle B3 Stand 339.

Das Projekt ImRoNet wird mit Mitteln des Bundesminis­teriums für Wirtschaft und Technologie unter dem Förderkennzeichen 01MR06002 gefördert.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dr.-Ing. Dipl.-Inf. Birgit Graf
Telefon: +49(0)711/970-1910, E-Mail: birgit.graf@ipa.fraunhofer.de

Hubert Grosser | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.ipa.fraunhofer.de/
http://www.imronet.de

Weitere Berichte zu: Kollision Roboter Teleoperation

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht dormakaba auf der Messe digitalBAU 2019: Digitale Lösungen für smarte und sichere Zutrittslösungen
28.11.2019 | dormakaba Deutschland GmbH

nachricht Mobiler Verdrahtungsprofi
28.11.2019 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Geminiden - Die Wünsch-dir-was-Sternschnuppen vor Weihnachten

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde (VdS) und des Hauses der Astronomie in Heidelberg - Die Geminiden, die Mitte Dezember zu sehen sind, sind der "zuverlässigste" der großen Sternschnuppen-Ströme mit bis zu 120 Sternschnuppen pro Stunde. Leider stört in diesem Jahr der Mond zur besten Beobachtungszeit.

Sie wurden nach dem Sternbild Zwillinge benannt: Die „Geminiden“ sorgen Mitte Dezember immer für ein schönes Sternschnuppenschauspiel. In diesem Jahr sind die...

Im Focus: Das 136 Millionen Atom-Modell: Wissenschaftler simulieren Photosynthese

Die Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energie ist für das Leben unerlässlich. In einer der größten Simulationen eines Biosystems weltweit haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diesen komplexen Prozess an einem Bestandteil eines Bakteriums nachgeahmt – am Computer, Atom um Atom. Die Arbeit, die jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Cell“ veröffentlicht wurde, ist ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis der Photosynthese in einigen biologischen Strukturen. An der internationalen Forschungskooperation unter Leitung der University of Illinois war auch ein Team der Jacobs University Bremen beteiligt.

Das Projekt geht zurück auf eine Initiative des inzwischen verstorbenen, deutsch-US-amerikanischen Physikprofessors Klaus Schulten von der University of...

Im Focus: Developing a digital twin

University of Texas and MIT researchers create virtual UAVs that can predict vehicle health, enable autonomous decision-making

In the not too distant future, we can expect to see our skies filled with unmanned aerial vehicles (UAVs) delivering packages, maybe even people, from location...

Im Focus: Freiformflächen bis zu 80 Prozent schneller schlichten: Neue Werkzeuge und Algorithmen für die Fräsbearbeitung

Beim Schlichtfräsen komplexer Freiformflächen können Kreissegment- oder Tonnenfräswerkzeuge jetzt ihre Vorteile gegenüber herkömmlichen Werkzeugen mit Kugelkopf besser ausspielen: Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen entwickelte im Forschungsprojekt »FlexiMILL« gemeinsam mit vier Industriepartnern passende flexible Bearbeitungsstrategien und implementierte diese in eine CAM-Software. Auf diese Weise lassen sich große frei geformte Oberflächen nun bis zu 80 Prozent schneller bearbeiten.

Ziel im Projekt »FlexiMILL« war es, für die Bearbeitung mit Tonnenfräswerkzeugen nicht nur neue, verbesserte Werkzeuggeometrien zu entwickeln, sondern auch...

Im Focus: Bis zu 30 Prozent mehr Kapazität für Lithium-Ionen-Akkus

Durch Untersuchungen struktureller Veränderungen während der Synthese von Kathodenmaterialen für zukünftige Hochenergie-Lithium-Ionen-Akkus haben Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und kooperierender Einrichtungen neue und wesentliche Erkenntnisse über Degradationsmechanismen gewonnen. Diese könnten zur Entwicklung von Akkus mit deutlich erhöhter Kapazität beitragen, die etwa bei Elektrofahrzeugen eine größere Reichweite möglich machen. Über die Ergebnisse berichtet das Team in der Zeitschrift Nature Communications. (DOI 10.1038/s41467-019-13240-z)

Ein Durchbruch der Elektromobilität wird bislang unter anderem durch ungenügende Reichweiten der Fahrzeuge behindert. Helfen könnten Lithium-Ionen-Akkus mit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

QURATOR 2020 – weltweit erste Konferenz für Kuratierungstechnologien

04.12.2019 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Arbeit

03.12.2019 | Veranstaltungen

Intelligente Transportbehälter als Basis für neue Services der Intralogistik

03.12.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Geminiden - Die Wünsch-dir-was-Sternschnuppen vor Weihnachten

09.12.2019 | Physik Astronomie

Verstopfung in Abwehrzellen löst Entzündung aus

09.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Vorbild Zelle: Internationales Forschungsteam sucht neue Wege für umweltfreundliche Chemie-Prozesse

09.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics