SMErobotics

Integration von kognitiven Fähigkeiten in Robotersysteme für KMUs

Projektbeschreibung

Der Stand der Fertigungstechnik mit Industrierobotern konzentriert sich hauptsächlich auf die Produktion von hohen Stückzahlen. Kleine und mittelständische Unternehmen (KMUs) sind größtenteils zurückhaltend bezüglich einer Automation unter Einsatz von Robotern. Im Gegensatz zur Großindustrie zeichnen sich KMUS durch kleine Stückzahlen und ständig wechselnde Produktzyklen aus. Diese Umstände erschweren den Einsatz von klassischen Arbeitszellen mit Industrierobotern, da diese nicht einfach zu programmieren sind und erfahrene Techniker für den Betrieb voraussetzen. Des Weiteren sind Produktionsstätten von KMUs weniger strukturiert als ihre Pendants in großen Industriebetrieben, was einen Robotereinsatz weiter erschwert.

Das Ziel des SMErobotics-Projektes ist die Einführung von Industrierobotern in die Produktionsanlagen von KMUs. Um dies zu erreichen, arbeitet das Projekt an der Entwicklung von Robotersystemen, die eine intuitive Programmierung unterstützen und einfach an veränderte Produktionszyklen angepasst werden können. Insbesondere soll dieses Robotersystem in der Lage sein, mit einem durchschnittlich qualifizierten Arbeiter zusammenzuarbeiten. Besondere Aufmerksamkeit gilt hierbei der Behandlung von auftretenden Systemfehlern durch Unterstützung des Menschen, des Robotersystems bzw. von beiden.

Forschungsbeitrag

KMUs werden durch dieses Projekt profitieren durch ständige Verbesserungen hinsichtlich Durchlauf, Arbeitsbedingungen und Fertigungsqualität. Darüber hinaus können sie - bei Aufrechthaltung der Qualitätsstandards - mit Hilfe eines derart flexiblen Robotersystems ihre Fertigung einfach an wechselnde Produktzyklen anpassen, ohne dabei Expertenwissen vorauszusetzen. Dies reduziert Kosten bei Inbetriebnahme und Laufzeit.

Während dem Ablauf des Projektes werden Systeme im Bereich künstlicher Intelligenz erforscht und entwickelt. Dies wird zum Stand der Technik beitragen auf den Gebieten symbiotischer Zusammenarbeit und beiderseitigem Lernen.

Im SMErobotics-Projekt ist fortiss zuständig für die Umsetzung von Systemkomponenten zu multimodaler Fusion/Fission, Perzeption, Logik und Planung. Diese Aufgabe wird umgesetzt durch Einsatz, Erweiterung und Implementierung von aktuellen Verfahren aus der künstlichen Intelligenz (Logik/Planung) auf Standard-Industrierobotern. Diese Komponenten werden integriert mit anderen Modulen wie Prozessmodellen, Aufgabenausführung unter Unsicherheiten (z.B. Werkstücktoleranzen) und Robotersteuerung, welche von unseren Projektpartnern entwickelt werden.

Partner

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung

COMAU Robotics S.p.A.

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.

Danish Technological Institute

GPS Gesellschaft für Produktionssysteme GmbH

Güdel AG

KUKA Laboratories GmbH

Reis GmbH & Co. KG Maschinenfabrik

Lund University

Förderung

Dieses Forschungsprojekt erhält Finanzierung aus dem siebten Rahmenprogramm der Europäischen Union (FP7/2007-2013) unter Fördervertrag Nr. 287787.

VERÖFFENTLICHUNGEN

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  • Alexander Perzylo, Nikhil Somani, Stefan Profanter, Ingmar Kessler, Markus Rickert und Alois Knoll. Intuitive Instruction of Industrial Robots: Semantic Process Descriptions for Small Lot Production. In Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), pages 2293–2300, Daejeon, Republic of Korea, 2016. Details DOI BibTeX
  • Mathias Haage, Stefan Profanter, Ingmar Kessler, Alexander Perzylo, Nikhil Somani, Olof Sörnmo, Martin Karlsson, Sven Gestegård Robertz, Klas Nilsson, Ludovic Resch und Michael Marti. On Cognitive Robot Woodworking in SMErobotics. In Proceedings of the International Symposium on Robotics (ISR), Munich, Germany, 2016. Details BibTeX
  • Markus Rickert und Alexander Perzylo. Industrieroboter für KMU: Flexible und intuitive Prozessbeschreibung. Industrie Management, 32(2):46–49, 2016. Details BibTeX
  • Nikhil Somani, Alexander Perzylo, Caixia Cai, Markus Rickert und Alois Knoll. Object Detection Using Boundary Representations of Primitive Shapes. In Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO), pages 108–113, Zhuhai, China, 2015. Details DOI BibTeX
  • Alina Roitberg, Nikhil Somani, Alexander Perzylo, Markus Rickert und Alois Knoll. Multimodal Human Activity Recognition for Industrial Manufacturing Processes in Robotic Workcells. In Proceedings of the ACM International Conference on Multimodal Interaction (ICMI), pages 259–266, Seattle, WA, USA, 2015. Details DOI BibTeX
  • Alexander Perzylo, Nikhil Somani, Stefan Profanter, Andre Gaschler, Sascha Griffiths, Markus Rickert und Alois Knoll. Ubiquitous Semantics: Representing and Exploiting Knowledge, Geometry, and Language for Cognitive Robot Systems. In Proceedings of the Workshop Towards Intelligent Social Robots - Current Advances in Cognitive Robotics, IEEE/RAS International Conference on Humanoid Robots (HUMANOIDS), Seoul, South Korea, 2015. Details BibTeX
  • Alexander Perzylo, Nikhil Somani, Markus Rickert und Alois Knoll. An Ontology for CAD Data and Geometric Constraints as a Link Between Product Models and Semantic Robot Task Descriptions. In Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), pages 4197–4203, Hamburg, Germany, 2015. Details DOI BibTeX
  • Stefan Profanter, Alexander Perzylo, Nikhil Somani, Markus Rickert und Alois Knoll. Analysis and Semantic Modeling of Modality Preferences in Industrial Human-Robot Interaction. In Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), pages 1812–1818, Hamburg, Germany, 2015. Details DOI BibTeX
  • Alexander Perzylo, Nikhil Somani, Stefan Profanter, Markus Rickert und Alois Knoll. Multimodal Binding of Parameters for Task-Based Robot Programming Based on Semantic Descriptions of Modalities and Parameter Types. In Proceedings of the Workshop on Multimodal Semantics for Robotic Systems, IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Hamburg, Germany, 2015. Details BibTeX
  • Alexander Perzylo, Nikhil Somani, Stefan Profanter, Markus Rickert und Alois Knoll. Toward Efficient Robot Teach-In and Semantic Process Descriptions for Small Lot Sizes. In Proceedings of the Workshop on Combining AI Reasoning and Cognitive Science with Robotics, Robotics: Science and Systems (RSS), Rome, Italy, 2015. Details BibTeX
  • Andre Gaschler, Ingmar Kessler, Ronald P. A. Petrick und Alois Knoll. Extending the Knowledge of Volumes Approach to Robot Task Planning with Efficient Geometric Predicates. In Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2015. Details DOI BibTeX
  • Alexander Perzylo, Sascha Griffiths, Reinhard Lafrenz und Alois Knoll. Generating Grammars for Natural Language Understanding from Knowledge about Actions and Objects. In Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO), Zhuhai, China, 2015. Details DOI BibTeX
  • Andre Gaschler, Quirin Fischer und Alois Knoll. The Bounding Mesh Algorithm. TUM-I1522, Technische Universität München, Munich, Germany, 2015. Details BibTeX
  • Sören Jentzsch, Andre Gaschler, Oussama Khatib und Alois Knoll. MOPL: A Multi-Modal Path Planner for Generic Manipulation Tasks. In Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Hamburg, Germany, 2015. Details DOI BibTeX
  • Alina Roitberg, Alexander Perzylo, Nikhil Somani, Manuel Giuliani, Markus Rickert und Alois Knoll. Human Activity Recognition in the Context of Industrial Human-Robot Interaction. In Proceedings of the AsiaPacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC), pages 1–10, Siem Reap, Cambodia, 2014. Details DOI BibTeX
  • Nikhil Somani, Caixia Cai, Alexander Perzylo, Markus Rickert und Alois Knoll. Object Recognition Using Constraints from Primitive Shape Matching. In Proceedings of the 10th International Symposium on Visual Computing (ISVC'14), pages 783–792, Las Vegas, NV, USA, 2014. Springer. Details DOI BibTeX
  • Andre Gaschler, Maximilian Springer, Markus Rickert und Alois Knoll. Intuitive Robot Tasks with Augmented Reality and Virtual Obstacles. In Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), pages 6026–6031, Hong Kong, China, 2014. Details DOI BibTeX
  • Nikhil Somani, Emmanuel Dean-Leon, Caixia Cai und Alois Knoll. Scene Perception and Recognition for Human-Robot Co-Operation. In ICIAP'13 workshop: First International Workshop on Assistive Computer Vision and Robotics (ACVR 2013). The 17th International Conference on Image Analysis and Processing., 2013. Details BibTeX
  • Nikhil Somani, Emmanuel Dean-Leon, Caixia Cai und Alois Knoll. Perception and Reasoning for Scene Understanding in Human-Robot Interaction Scenarios. In CAIP'13 workshop: Recognition and Action for Scene understanding (REACTS 2013). The 15th International Conference of Computer Analysis of Images and Patterns., 2013. Details BibTeX
  • Nikhil Somani, Emmanuel Dean-Leon, Caixia Cai und Alois Knoll. Scene Perception and Recognition in Industrial Environments for Human-Robot Interaction. In 9th International Symposium on Visual Computing (ISVC'13), 2013. Springer. Details BibTeX