Robotische Assistenzsysteme – aus der Raumfahrt in die Industrie und Pflege-Assistenz

Abstract

In diesem Vortrag werden Aspekte adressiert, die aus dem Grundsatz resultieren, den Menschen in den Mittelpunkt der Roboterentwicklung zu stellen. Da Assistenzroboter eng mit Menschen interagieren werden, müssen sie zum Menschen bezüglich Größe und Gewicht, aber auch bezüglich Kraft und Geschwindigkeit kompatibel sein. Um die Sicherheit während der Interaktion mit Menschen zu gewährleisten, sind humanoide Roboter feinfühlig und nachgiebig, im Gegensatz zu den heute noch weitestgehend starren und schweren Industrierobotern. Sie müssen aber auch in der Lage sein, menschliche Bewegungen und schnell veränderliche Umgebungen in Echtzeit zu erfassen sowie Entscheidungen, Reaktionen und Bewegungen in entsprechender Geschwindigkeit durchzuführen. Dies stellt die heutige Robotik vor gewaltige Herausforderungen sowohl bezüglich der Hardware und der Algorithmen-Entwicklung wie auch bezüglich der Systemintegration. Der Vortrag gibt eine Übersicht aktueller Robotik-Trends angefangen mit der drehmomentgeregelten Leichtbauroboter-Technologie, bis hin zu biologisch inspirierten, intrinsisch nachgiebigen Systemen, die dem antagonistischen Wirkungskonzept menschlicher Muskeln nachempfunden sind. Weiterhin werden die Herausforderungen und derzeitigen Ergebnisse in der Perzeption, Kognition, Künstliche Intelligenz und autonomen Planung für die Assistenzrobotik besprochen. Den Menschen in den Mittelpunkt der Roboterentwicklung zu stellen bedeutet aber auch, die Methoden und Werkzeuge der Robotik zu nutzen, um die menschliche Bewegung und Intelligenz durch einen synthetisierenden Ansatz besser zu verstehen. Insbesondere wird dieser Ansatz an dem Zusammenspiel von Biomechanik und neuronaler Steuerung mit dem Entwurf und der Steuerung humanoider Roboter vorgestellt. Menschen können von dieser Entwicklung auch unmittelbar profitieren, durch bessere Mensch-Maschinenschnittstellen, robotische medizinische Verfahren, Prothesen und Rehabilitationsgeräte.