22. Juni 2021
DLR gibt Einblicke auf der automatica sprint 2021

Neu­es aus der Ro­bo­tik

Factory of the Future
Fac­to­ry of the Fu­ture: In­tel­li­gen­te Ro­bo­ter für die di­gi­ta­le Pro­duk­ti­on
Bild 1/8, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Factory of the Future: Intelligente Roboter für die digitale Produktion

Ziel der DLR-In­itia­ti­ve "Fac­to­ry of the Fu­ture" ist die di­gi­ta­le Trans­for­ma­ti­on ro­bo­ter­ge­stütz­ter Pro­duk­ti­ons­pro­zes­se im Rah­men der In­dus­trie 4.0. Ins­ge­samt zehn In­sti­tu­te und Ein­rich­tun­gen un­ter­su­chen ge­mein­sam Zu­kunfts­tech­no­lo­gi­en und For­schungs­an­sät­ze aus dem Be­reich KI und ko­ope­ra­ti­ve Ro­bo­ter, um Pro­duk­ti­ons­ab­läu­fe zu ver­ein­fa­chen und zu op­ti­mie­ren.
Leichtbauroboter SARA
Leicht­bau­ro­bo­ter SA­RA
Bild 2/8, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Leichtbauroboter SARA

SA­RA ge­hört zur neues­ten Ge­ne­ra­ti­on Leicht­bau­ro­bo­ter des DLR. Der "Sa­fe Au­to­no­mous Ro­bo­tic As­si­stant" zeigt neue Funk­tio­na­li­tä­ten in der kraft­ge­re­gel­ten Ro­bo­tik für die rei­bungs­lo­se Zu­sam­men­ar­beit von Mensch und Ro­bo­ter. An­wen­dun­gen im Rah­men der In­dus­trie 4.0 wer­den so ef­fi­zi­en­ter, kos­ten­güns­ti­ger und si­che­rer. Das Ro­bo­ter­sys­tem lässt sich bei­spiels­wei­se durch Vor­ma­chen pro­gram­mie­ren: Im Bild zeigt der Be­die­ner dem Ro­bo­ter nicht nur was er tun soll, son­dern auch wie er ei­ne Auf­ga­be zu ver­rich­ten hat.
SwarmRail
Swarm­Rail
Bild 3/8, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

SwarmRail

Swarm­Rail ist ei­ne neu­ar­ti­ge Lö­sung für mehr Fle­xi­bi­li­tät in der ro­bo­ti­schen Fer­ti­gung. Schie­nen­sys­te­me über dem Bo­den er­mög­li­chen den Ein­satz von meh­re­ren mo­bi­len Ro­bo­te­r­ein­hei­ten für Über­kopf­ar­bei­ten bei Pro­duk­ti­ons­pro­zes­sen.
DLR-Hand CLASH
DLR-Hand CLASH
Bild 4/8, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

DLR-Hand CLASH

Die DLR-Ro­bo­ter­hand CLASH wur­de spe­zi­ell für das Grei­fen von Früch­ten und Ge­mü­se ent­wi­ckelt, wie man hier an ei­ner Li­met­te sieht.
DLR-Roboter David
DLR-Ro­bo­ter Da­vid
Bild 5/8, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

DLR-Roboter David

Ge­schickt wie ein Mensch: Der hu­ma­noi­de Ro­bo­ter Da­vid be­nutzt hier ei­ne Schlag­bohr­ma­schi­ne und ei­nen Staub­sau­ger au­to­nom, um ein Loch in ei­ne Be­ton­plat­te zu boh­ren. Da­vid wird als For­schungs­platt­form ge­nutzt und ba­siert auf dem Hand-Arm-Sys­tem, das am DLR-In­sti­tut für Ro­bo­tik und Me­cha­tro­nik ent­wi­ckelt wur­de.
DLR-Flugroboter ARDEA
DLR-Flug­ro­bo­ter AR­DEA
Bild 6/8, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

DLR-Flugroboter ARDEA

AR­DEA ist ein "Mi­cro Ae­ri­al Ve­hic­le", wel­ches von Grund auf am DLR ent­wi­ckelt wur­de. Es misst 68x68x30 Zen­ti­me­ter un wiegt 2,4 Ki­lo­gramm. Zu den Haupt­auf­ga­ben des Mul­ti­ko­pters zählt die Ex­plo­ra­ti­on von un­be­kann­ten Um­ge­bun­gen und die Hil­fe­stel­lung von Ret­tungs­teams in Ka­ta­stro­phen­ge­bie­ten.
Assistenzroboter EDAN
As­sis­tenz­ro­bo­ter EDAN
Bild 7/8, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Assistenzroboter EDAN

Der mo­bi­le Ro­bo­ter EDAN (EMG-con­trol­led dai­ly as­si­stant) ist ein As­sis­tenz­ro­bo­tik­sys­tem für Men­schen mit star­ken mo­to­ri­schen Ein­schrän­kun­gen. Die Steue­rung des Ro­bo­ters er­folgt mit Hil­fe von Mus­kel­si­gna­len. Durch in­te­grier­te Teil­au­to­no­mie wer­den all­täg­li­che Auf­ga­ben, wie bei­spiels­wei­se das Trin­ken aus ei­nem Glas, er­leich­tert.
MI­RO In­no­va­ti­on Lab (MIL)
Bild 8/8, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

MIRO Innovation Lab (MIL)

Das MI­RO In­no­va­ti­on Lab (MIL) ist ein von der Helm­holtz-Ge­mein­schaft ge­för­der­tes Open In­no­va­ti­on Lab im Be­reich der ro­bo­ter­ge­stütz­ten Me­di­zin. Die Ab­bil­dung zeigt das DLR-Ro­bo­ter­sys­tem MI­RO für chir­ur­gi­sche An­wen­dun­gen.
  • Schwerpunkte: Industrie 4.0, Robotik, Digitalisierung

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) präsentiert vom 22. bis 24. Juni 2021 Highlights seiner Robotikforschung im Rahmen der automatica sprint, dem neuen digitalen Format der Leitmesse für intelligente Automation und Robotik. Auf der virtuellen Messeplattform können sich Fachbesucher über aktuelle Projekte des DLR-Institut für Robotik und Mechatronik informieren und mit den Experten sprechen. Darüber hinaus eröffnet eine 360-Grad-Tour besondere Einblicke in die Forschungslabore am Standort Oberpfaffenhofen.

Einen Schwerpunkt setzt das DLR dieses Jahr mit Technologien zum Thema "Industrie 4.0". Projekte und neue Entwicklungen aus dem Bereich Weltraumrobotik, Assistenz- sowie Medizinrobotik vervollständigen den Messeauftritt. Parallel und ergänzend zur automatica sprint findet erstmals der Hightech-Summit "munich_i" statt. Prof. Dr. Alin Albu-Schäffer, Direktor des DLR-Instituts für Robotik und Mechatronik, leitet auf dem virtuellen Kongress für Robotik und Künstliche Intelligenz eine Session: Die Expertendiskussion "Beyond human spaces" findet am 22. Juni von 14:05 Uhr bis 15:43 Uhr statt und ist für Messeticket-Inhaber frei zugänglich.

Highlight-Thema: Industrie 4.0

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus insgesamt zehn Instituten und Einrichtungen des DLR entwickeln gemeinsam neue Methoden und Technologien für die Fabrik der Zukunft. Mit Hilfe von digitalen Abbildern und intelligenten Planungsalgorithmen konfigurieren sich die Systeme selbständig, mit geringem manuellen Aufwand. Dies erlaubt eine effiziente Herstellung individueller Produkte. Ziel ist es flexible, wandlungsfähige und nachhaltige Produktion zu realisieren. Neben dem Menschen kommen dabei autonome Industrieassistenten wie das Robotersystem SA­RA zum Einsatz. Wie die einzelnen Systeme, ihr Zusammenspiel und die Mensch-Maschine-Interaktion künftig aussehen kann, demonstriert das DLR-Institut für Robotik und Mechatronik auf der automatica sprint 2021 in Form von Videoclips und Bildergalerien.

Eine neuartige Lösung für Überkopfarbeiten bei Fertigungsprozessen stellt das Projektteam von SwarmRail vor. Mögliche Anwendungsfelder reichen von der Industrie über die Logistik bis hin zur vertikalen Landwirtschaft. Dazu werden Roboterarme oder auch Transportboxen an mobile Einheiten montiert, die über dem Boden auf einem Schienennetzwerk entlangfahren. Im Unterschied zu bestehenden Lösungen ermöglicht der Aufbau das Zusammenspiel von einem ganzen Schwarm von Robotern. Wie das Video auf dem Messeportal zeigt, wurden die grundlegenden Konzepte bereits erfolgreich gestetet. Aktuell arbeiten die Entwicklerinnen und Entwickler an einem erweiterten Demonstrator.

Obst, Gemüse, Konserven – ein Video des DLR-Messeauftritts zeigt wie die DLR-Hand CLASH (Compliant Low-cost Antagonistic Servo Hand) Lebensmittel unterschiedlichster Form, Größe, Härte und Gewicht zuverlässig greift. Die Roboterhand agiert vollständig automatisch und soll künftig in Online-Supermärkten wertvolle Hilfe leisten. CLASH wurde erstmals auf der vorangegangenen automatica 2018 vorgestellt. Neu ist nun ein Greifplaner, um Objekte aus vollen Kisten herauszuholen, sowie ein Fingerpositionsplaner, der Freiräume zwischen den Objekten besser nutzt. Für wortwörtlich mehr "Fingerspitzengefühl" können nun auch die Fingerspitzen von CLASH ausgewechselt werden, mit taktilen und optischen Sensoren für Rutscherkennung und optimale Greifkraft.

Weltraumforschung und Assistenz auf der Erde

Mit "David" präsentiert das DLR-Institut für Robotik und Mechatronik sein Hand-Arm-System, das nach menschlichem Vorbild entwickelt wurde und insbesondere im Hinblick auf Dynamik, Geschicklichkeit und Robustheit mit dem "Original" vergleichbar ist. Aktuell entwickelt das Team Methoden für die Selbstwahrnehmung, damit der Roboter seine Lage und Position mithilfe von Computervision eigenständig im Voraus berechnen kann. David ermöglicht es, neue Strategien für die Planung und Ausführung von immer komplexeren Aufgaben zu entwickeln. So gewinnen die Forschenden aus Oberpfaffenhofen entscheidende Technologien für die Weltraum- und Servicerobotik.

Ein weiteres Exponat im virtuellen Showroom ist ARDEA, ein Multikopter, der ursprünglich für die Exploration von Planetenoberflächen entwickelt wurde. Er kann ohne Navigationshilfen wie GPS lokalisieren und autonom verschiedenste Aufgaben erledigen. Zusätzlich besitzt das kleine Fluggerät ein einzigartiges Stereokamera-System mit sehr hohen Sichtfeld, welches sich besonders eignet, um Innenräume und komplexe Außenbereiche zu kartieren. So haben die DLR-Flugrobotiker ARDEA auch für gefährliche Einsatzgebiete auf der Erde optimiert, insbesondere zur Unterstützung von Rettungsteams in Katastrophengebieten.

Neue Technologien für den Menschen können Messebesucher auch rund um das DLR-Projekt SMiLE (Servicerobotik für Menschen in Lebenssituationen mit Einschränkungen) erkunden. Das SMiLE-"Ökosystem" für robotische Pflegeassistenz besteht aus verschiedenartigen robotischen Systemen wie dem humanoiden Roboter Rollin‘ Justin und dem Rollstuhlroboter EDAN. Zusätzlich zu der Weiterentwicklung der autonomen Fähigkeiten der Roboter, wird im Rahmen des Forschungsprojektes SMiLE2gether derzeit untersucht, wie ein Kontrollzentrum die Einsatzmöglichkeiten der Roboter durch Unterstützung aus der Ferne erweitern kann. Zu diesem Zweck wurde nun ein erster Prototyp für ein Kontrollzentrum eingerichtet, aus dem die DLR-Robotersysteme unter anderem mittels haptischer Teleoperation ferngesteuert werden können.

Der virtuelle DLR-Messeauftritt führt nicht zuletzt zum MIRO Innovation Lab, dem Kompetenzzentrum für Medizinrobotik. Dort erhalten Medizintechnikhersteller, insbesondere kleine und mittelständische Unternehmen, Expertise bei der Entwicklung neuer Roboterysteme. Dazu gehört auch der Zugang zur institutsteigenen Forschungsplattform MIRO mit verschiedenen Roboterarmen für chirurgische Eingriffe. Als Schnittstelle zwischen Industrie, Forschung und klinischen Partnern steht das Innovaton Lab-Team für Fragen und Gespräche zu Produktentwicklungen im Rahmen der automatica sprint 2021 zur Verfügung.

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    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)

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