Vom Roboter, der Rücksicht nahm

München. In der "Fabrik 4.0" will Volkswagen die Stärken von Robotern und Menschen kombinieren. Der Roboter soll seine Kraft, Ausdauer und Präzision einbringen, der Mensch Kreativität und Problemlösungskompetenz. Aber "bisher müssen Arbeitsschritte oder Arbeitsräume von Mensch und Roboter getrennt werden. Eine echte Zusammenarbeit ist das nicht", erläutert Wolfgang Hackenberg, Leiter des Smart Production Lab von Volkswagen.

In Halle 55 des Wolfsburger Werks demonstrieren VW-Ingenieur Hackenberg und sein Kollege Johannes Teiwes, was sie den Robotern bereits beigebracht haben. Drei mal zwei Meter misst der dafür eingerichtete Arbeitsbereich. Zwei Roboterarme greifen sich Getriebewellen und Kupplungsringe, montieren sie – soweit, so normal.

Doch dieser Roboter kann mehr, er nimmt Rücksicht, er erkennt, was der Mensch von ihm will: Hackenberg nähert sich dem Roboter. Sofort reduziert die Maschine ihr Arbeitstempo, ihre Arme weichen aus und versuchen zugleich weiterzuarbeiten. "Der Roboter erkennt, dass ich mich ihm nähere, er nimmt Rücksicht auf mich", sagt Hackenberg. "Das ist die Voraussetzung für intelligente Mensch-Roboter-Kooperation" und damit für eine völlig neue Zusammenarbeit von Mensch und Maschine.

"Wir haben einen handelsüblichen Roboter und Sensoren so über Software integriert, dass Mensch und Roboter gefahrlos den gleichen Arbeitsraum nutzen und sogar aktiv interagieren können. So konnten wir erstmals die direkte Zusammenarbeit von Mensch und Maschine realisieren", erläutert Hackenberg. Bei der Entwicklung haben die Experten des Smart Production Lab eng mit Wissenschaftlern des Robotics Innovation Center des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Bremen zusammengearbeitet.

Intensive Kooperationen zwischen Experten von Volkswagen und des DFKI laufen in verschiedenen Themen schon seit Jahren, seit kurzem ist Volkswagen an dem Forschungszentrum auch beteiligt. Dadurch erhält Volkswagen wichtigen Transfer aus der Spitzenforschung und Impulse unter anderem für die Digitalisierung seiner Fabriken. Eines der Kooperationsergebnisse ist die erstmalige Anwendung der Software, die eine direkte Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter ermöglicht und sich auf völlig unterschiedliche Industrieroboter und Anwendungsbereiche übertragen lässt.

Das Geheimnis des intelligenten Roboters steckt deshalb nicht in seinen Armen und Greifern, sondern unterhalb der Arbeitsfläche. Dort haben Hackenberg und sein Team die Recheneinheit untergebracht, dort verarbeitet das System "Rock" Handzeichen und Gesten, dort berechnet es alle von Sensoren erfassten menschlichen Bewegungsabläufe rund um den Roboter-Arbeitsplatz und wertet sie aus.

Ein Handzeichen von Hackenberg genügt, und der Roboter hält inne. Ein weiterer Wink, und die Maschine setzt ihre Arbeit fort oder reicht Bauteile und Werkzeug an. Sobald sich Hackenberg dem Arbeitsbereich des Roboters nähert, ohne ihm einen Hinweis zu geben, reduziert die Maschine von selbst ihr Arbeitstempo und weicht aus.

Warum sollen Menschen mit Robotern zusammenarbeiten? Die "Fabrik 4.0" werde nicht menschenleer sein, der Mensch werde weiterhin gebraucht, ist man bei VW überzeugt. In der Fabrik der Zukunft werde der Mensch mit hoher Fachkompetenz, Kreativität und Problemlösefähigkeit komplexe Aufgaben lösen. Er konzentriere sich auf Wertschöpfung, auf individuelle Feinarbeit und Qualitätsmanagement. Roboter mit integrierter Sensorik und neuen Sicherheitskonzepten hingegen sollen dann die ergonomisch ungünstigen und körperlich anstrengenden Arbeiten übernehmen.

Das Wolfsburger Smart Production Lab ist eine von fünf IT-Ideenschmieden im VW-Konzern. Die anderen befinden sich in Berlin, München und San Francisco. In diesen Labs arbeiten Experten in Startup-Atmosphäre an der digitalen Zukunft des Volkswagen-Konzerns. In enger Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen und Technologiepartnern sollen dort neue Lösungen zu Industrie 4.0, Big Data, neuen Mobilitätslösungen, Virtueller Realität, Connectivity und Internet der Dinge entwickelt werden.