Många arbetsprocesser vore idag nästan otänkbara utan robotar. Men robotar som arbetar i tillverkningsanläggningar har ofta inneburit risker för arbetare eftersom de inte är tillräckligt lyhörda för sin omgivning. För att underlätta för människor och robotar att arbeta i närheten i framtiden, Prof. Matthias Althoff vid Techniska universitetet i München (TUM) har utvecklat ett nytt system:IMPROV.

När företag använder robotar för att producera varor, de måste i allmänhet placera sina automatiska hjälpare i säkerhetsburar för att minska risken för skada på personer som arbetar i närheten. Ett nytt system kan snart frigöra robotarna från sina burar och därmed omvandla standardpraxis inom automationsvärlden:Prof. Matthias Althoff har utvecklat en verktygslådsprincip för enkel montering av säkra robotar med olika komponenter. Modulerna kan kombineras på nästan vilket sätt som helst önskat, gör det möjligt för företag att anpassa sina robotar för ett brett spektrum av uppgifter - eller helt enkelt byta ut skadade komponenter. Professor Althoffs system presenteras i en uppsats i juni 2019 -numret av Science Robotics .

Inbyggt chip gör att roboten kan programmera sig själv

Robotar som kan konfigureras individuellt med en uppsättning komponenter har setts tidigare. Dock, varje ny modell krävde expertprogrammering innan den togs i drift. Professor Althoff har utrustat varje modul i sin IMPROV -robotverktygslåda med ett chip som gör att varje modulär robot kan programmera sig själv utifrån sin egen individuella verktygssats.

Håll ett öga på de som arbetar i närheten

"Vår modulära design kommer snart att göra det mer kostnadseffektivt att bygga fungerande robotar. Men verktygslådans princip ger en ännu större fördel:Med IMPROV, vi kan utveckla säkra robotar som reagerar på och undviker kontakt med människor i sin omgivning, "säger Althoff. Med chipet installerat i varje modul och den självprogrammerande funktionen, roboten är automatiskt medveten om alla data om krafterna som verkar inom den såväl som sin egen geometri. Det gör att roboten kan förutsäga sin egen rörelseväg.

På samma gång, robotens kontrollcenter använder input från kameror installerade i rummet för att samla in data om rörelserna för människor som arbetar i närheten. Med hjälp av denna information, en robot programmerad med IMPROV kan modellera de potentiella nästa rörelserna för alla arbetare i närheten. Som ett resultat, det kan sluta innan det kommer i kontakt med en hand, till exempel - eller med andra objekt som närmar sig. "Med IMPROV kan vi garantera att kontrollerna fungerar korrekt. Eftersom robotarna automatiskt programmeras för alla möjliga rörelser i närheten, ingen människa kommer att kunna instruera dem att göra något fel, säger Althoff.

IMPROV förkortar cykeltiderna

För deras verktygslåda, forskarna använde standardindustrimoduler för vissa delar, kompletteras med nödvändiga chips och nya komponenter från 3D-skrivaren. I en användarstudie, Althoff och hans team visade att IMPROV inte bara gör arbetsrobotar billigare och säkrare - det påskyndar dem också:De tar 36% mindre tid att slutföra sina uppgifter än tidigare lösningar som kräver en permanent säkerhetszon runt en robot.