Mobiler Zweiarmroboter

• Fachliche Zuordnung: Systemtechnik
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 438833210

Gegenstand des vorliegenden Großgeräteantrags ist die Beschaffung eines mobilen Zweiarmroboters mit ergänzendem Motion Capturing-System für die Forschung auf dem Gebiet der Regelung und Bewegungsplanung für die Mensch-Roboter-Kollaboration. Der Lehrstuhl für Regelungstechnik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) befasst sich in der Forschung u.a. mit optimierungsbasierten Methoden und prädiktiven Regelungsverfahren für nichtlineare Systeme. Anwendungen dieser Verfahren finden sich bei mechatronischen Systemen, in der Robotik sowie bei verteilten und vernetzten Systemen. Im Zusammenhang mit der Robotik betrifft dies insbesondere die Entwicklung von kollisionsfreien Bewegungsplanungsverfahren für stationäre Mehrarmroboter in dynamischer Umgebung und die prädiktive Kraft- und Nachgiebigkeitsregelung. Der beantragte mobile Zweiarmroboter soll als experimentelle Plattform für die Erweiterung dieser erforschten Verfahren auf eine mobile Basis und für zwei weitere geplante Vorhaben dienen. Der Schwerpunkt des ersten Vorhabens liegt auf der Bewegungsplanung und -regelung beim kooperativen Lasttransport mit zwei Armen. Bei dieser Art von Bewegungsplanung müssen sowohl die geschlossene kinematische Kette als auch mögliche Kollisionen mit Hindernissen oder Menschen berücksichtigt werden. Bei der Regelung gilt es die Last durch große, schwere oder unhandliche Objekte geschickt auf beide Arme zu verteilen und dabei auch das sichere Festhalten des Objekts zu gewährleisten. Im zweiten Vorhaben steht der Mensch im Arbeitsraum des Roboters im Vordergrund. Basierend auf dem Motion Capturing-System soll die Bewegung des Menschen erfasst werden, um damit Modelle für die Prädiktion der Bewegung zu entwickeln oder zu lernen. Anschließend soll diese Prädiktion in die Bewegungsplanung der mobilen Plattform und der beiden Arme integriert werden, so dass eine vorausschauende Kollisionsvermeidung bei der Mensch-Roboter-Kollaboration ermöglicht wird. Die geplanten Vorhaben können dabei einerseits auf bisherigen eigenen Forschungsergebnissen aufbauen und andererseits sich gegenseitig ergänzen, da die vorausschauende Berücksichtigung der menschlichen Bewegung in der Planung und Regelung des Roboters beide Projekte verbindet. Neben diesen konkreten Vorhaben ermöglicht die Beschaffung eines mobilen Zweiarmroboters mit ergänzendem Motion Capturing-System mittelfristig auch neue Kooperationen mit anderen Lehrstühlen und Arbeitsgruppen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, mit denen die Kompetenzen auf dem Gebiet der Mensch-Roboter-Kollaboration mit mobilen Mehrarmrobotern gebündelt werden können.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Mobiler Zweiarmroboter
• Gerätegruppe: 2320 Greif- und Hebewerkzeuge, Verladeeinrichtungen
• Antragstellende Institution: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
• Leiter: Professor Dr. Knut Graichen