Interaktionsräume zwischen Mensch und sich autonom bewegenden Systemen

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Bengler
• Fachliche Zuordnung: Arbeitswissenschaft, Ergonomie, Mensch-Maschine-Systeme
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 453461364

Sich autonom bewegende Systeme (sabeS) sind längst nicht mehr ausschließlich im industriellen Kontext anzutreffen, sondern nehmen auch in Alltagssituationen eine zunehmend wichtige Rolle ein. Dabei nehmen nicht nur explizite Interaktionen zwischen Mensch und sabeS zu, sondern auch zufällige Begegnungen. Gegenstand dieses Antrags ist die Erforschung planbarer Bewegungsabläufe, die ein sabeS zeigen sollte, um räumliche Konfliktsituationen mit menschlichen Akteure effizient und zufriedenstellend zu lösen. Solche Konfliktsituationen stellen ein häufiges Problem dar, betrachtet man beispielsweise den Einsatz autonomer Lieferroboter im öffentlichen Raum. Angelehnt an Erkenntnisse aus dem Forschungsfeld der Proxemik sollen im vorgelegten Forschungsvorhaben den Menschen umgebende Interaktionsräume identifiziert werden, in Abhängigkeit derer ein sabeS entweder längerfristig planbare (Long-Term) oder kurzfristige (Short-Term) Ausweichmanöver zeigen sollte, um eine sichere, effiziente und zufriedenstellende Interaktion mit dem Menschen zu erreichen. Eine erste Fragestellung bezieht sich auf die Beschreibung dieser Short-Term und Long-Term Interaktionsräume und die Frage, ob sie besser durch eine zeitliche oder räumliche Abhängigkeit beschrieben werden können. Der Long-Term Interaktionsraum zeichnet sich dabei durch größere Distanzen zwischen den Akteuren und damit einhergehend einem höheren Zeitbudget aus. Ein sabeS sollte entsprechend die vorgesehene Trajektorie in Abhängigkeit der voraussichtlichen Trajektorie des Menschen anpassen. Der Short-Term Interaktionsraum zeichnet sich dagegen durch kürzere Distanzen und damit einhergehend geringeres Zeitbudget aus. Während aktuell zur Gewährleistung der Kollisionsfreiheit häufig ein einfaches Anhalten des sabeS umgesetzt wird, zeigen neuere Erkenntnisse, dass Effizienz und Zufriedenheit durch aussagekräftigere Bewegungsmuster gesteigert werden können. Solche Short-Term Bewegungsmuster sollen im vorliegenden Forschungsprojekt weiterentwickelt und verifiziert werden.Die geometrische Form und Ausdehnung der postulierten Long- und Short-Term Interaktionsräume des Menschen soll in Abhängigkeit der Eigenschaften des sich nähernden sabeS untersucht werden. Dabei können Größe, Form und Geschwindigkeit eine Rolle spielen, sowie der Winkel, aus dem sich ein sabeS dem Menschen nähert. Auch Eigenschaften des Menschen sollen mit einbezogen werden. Persönliche Eigenschaften wie das Alter, das mentale Modell bezüglich des sich näherndes sabeS sowie mögliche Ablenkungen in der Umgebung könnten die Ausdehnung der Interaktionsräume beeinflussen.Das geplante Forschungsvorhaben sieht den Einbezug von Simulationsstudien (Virtual Reality) als auch real- und Feldexperimenten vor. Hierfür soll ein mobiler Roboter basierend auf einer modularen Plattform aufgebaut werden, der für Feldexperimente geeignet ist. Mit den gewonnenen Ergebnissen werden Rückschlüsse auf eine neuartige Bewegungsgestaltung vielartiger sabeS möglich.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Großgeräte: Mobile Plattform (Modulare Roboterplattform)
• Gerätegruppe: 2320 Greif- und Hebewerkzeuge, Verladeeinrichtungen