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Digital Robot HORST1000 mit bis zu 8 Kilogramm Traglast

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Konstanz, 28.02.2023 – Bis zu 8 Kilogramm Traglast, eine Reichweite von 1018 Millimetern,  kurze Taktzeiten: fruitcore robotics bringt mit HORST1000 einen neuen Roboter auf den Markt,  der mit seinen Leistungsparametern eine Vielzahl an weiteren Anwendungen ermöglicht und  dem wachsenden Markt für Industrieprozesse wie Maschinenbestückung und Pick & PlaceAnwendungen noch besser entspricht.

HORST1000 ist eine vollständig neu entwickelte Roboterkinematik, in die sämtliche Erkenntnisse der letzten Jahre aus der industriellen Praxis eingeflossen sind. An bestehende Technologieinnovationen anknüpfend, konnte das patentierte Robotergetriebe von fruitcore robotics für HORST1000 mit Hilfe eines Machine-Learning-Algorithmus weiter optimiert werden, was zu einer deutlichen Leistungssteigerung führt. Beim Design setzt fruitcore robotics wie bei den bereits in der Vergangenheit mehrfach mit Preisen wie dem Fokus Open Award und dem German Innovation Award ausgezeichneten Robotern auf einen kompakten Footprint und Ästhetik. Mit der Einführung des neuen Modells wird der Vorgänger HORST900 nicht mehr weitergeführt.

Leistungsverbesserung auf Grundlage bestehender Technologieinnovationen

Bei HORST1000 konnten die wesentlichen Leistungsmerkmale wie Traglast, Reichweite und Arbeitsraum deutlich verbessert werden. Der neue Allrounder hat eine Traglast von bis zu 8 Kilogramm und eine Reichweite von 1018 Millimetern. Besonderen Fokus legten die Entwickler:innen auf den Arbeitsraum von HORST1000. Der dreidimensionale Arbeitsraum hat  sich im Vergleich zu HORST900 um 40 % vergrößert, sodass 50 % größere Trays bearbeitet werden können. Vom Sockel aus kann HORST1000 rund 230 Millimeter weiter nach vorne fahren als sein Vorgänger, was einer 43 % längeren Linearbahn entspricht. Dadurch können Kund:innen besser in Maschinen einfahren. Höhere Beschleunigungswerte der einzelnen Achsen im Nennlastbereich sorgen außerdem für kürzere Taktzeiten. Bei einem klassischen Pick & Place-Prozess verbessert sich die Taktzeit dadurch um bis zu 20%. 

„Die technologischen Innovationen von HORST1000 lassen uns den Leistungsunterschied zu den gängigen Cobots weiter erhöhen“, erklärt Jens Riegger, Geschäftsführer (CEO) und Mitgründer von fruitcore robotics. Patrick Heimburger, Geschäftsführer (Chief Revenue Officer) und Mitgründer von fruitcore robotics, ergänzt: „Wir ermöglichen nun ein noch größeres Spektrum an Anwendungen und helfen unseren Kund:innen dabei, Industrieprozesse wie Maschinenbestückung und Pick & Place noch einfacher und effizienter umzusetzen.“

Optimiert für Maschinenbestückung und Pick & Place

Dank seiner Reichweite und Arbeitsraumgestaltung ist HORST1000 wie geschaffen für die Be- und Entladung jeglicher Werkzeugmaschinen, insbesondere für Dreh- und Fräsmaschinen ist der Roboter auch aufgrund der Software und seiner Schnittstellen optimal geeignet. Der Roboter kann tief in die Maschinen eingreifen, die hohen Achsbeschleunigungen ermöglichen eine kurze Taktzeit. Darüber hinaus erlaubt die maximale Traglast von 8 Kilogramm auch den Einsatz von schweren Tools und komplexen Mehrfachgreifer-Systemen. Als Automatisierungs-Lösung umfasst Digital Robot HORST1000 wie schon sein Vorgänger HORST900 und seine Brüder HORST600 und HORST1400 nicht nur eine leistungsstarke und preisgünstige Hardware. Er folgt einem in sich abgestimmten Bedienkonzept, durch welches nicht nur die Bedienung des Roboters besonders einfach ist, sondern auch die Umsetzung der gesamten Anwendung. Alle am Prozess beteiligten Komponenten, wie Greifer, CNC-Anlagen und Sicherheitssysteme werden über die grafische Bedienoberfläche horstFX bedient und zentral mit der IIoT-Plattform horstCOSMOS vernetzt. So kann zum Beispiel die Werkzeugmaschine als 3D-Modell in horstFX eingebunden werden und Bauteilvarianten ganz einfach über die Programmverwaltung der Bediensoftware gehandelt werden. Der Wechsel zwischen zwei Tools kann softwareseitig über das Multi-Tool-Feature abgebildet werden. Neben der Anbindung an die IIoT-Plattform ist bei allen Robotern von fruitcore robotics ein IIoT-Surfstick mit SIM-Karte standardmäßig im Lieferumfang enthalten. Dieser bietet Unternehmen die Möglichkeit, mit dem Robotersystem online zu gehen, ohne es in ihr Firmennetzwerk einbinden zu müssen. Kund:innen können nach Bedarf eine Internetverbindung aufbauen und via horstCOSMOS auf Dashboards ihre Roboterflotte samt Prozessdaten der Roboteranwendung einsehen. So können Prozesse eigenständig oder in Abstimmung mit fruitcore robotics optimiert werden. Zudem erhöht sich die Verfügbarkeit, weil Wartungen per Predictive Maintenance erfolgen und bei Servicefällen schnell per Fernwartung reagiert werden kann.

Vorbestellungen ab sofort möglich

HORST1000 kann ab sofort beim Hersteller vorbestellt werden. Die Auslieferung erfolgt ab 01.06.2023. Der Preis für den neuen Allrounder kann der Website des Herstellers entnommen werden.

Kenngrößen HORST1000:

KenngrößeHORST1000
Max. Traglast8 kg
Nennlast5 kg
Max. Reichweite1018 mm
Aufstellfläche380 x 380 mm
Gewichtca. 70k g
Wiederholgenauigkeit+/- 0,05 mm
SchutzartIP54
Schallpegel< 70 dB (A)
Stromversorgung230VAC, 50-60Hz, typ. 350W
Umgebungstemperatur5-40 °C
StandardfarbeRAL 5021 (Wasserblau)

AI Robot Kit 2023 All-around Upgrades: Elephant Robotics aims at Robotics Education and Research

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In 2021, Elephant Robotics launched the AI Kit. It is a robotic kit that integrates multiple functions including vision, positioning grabbing, and automatic sorting modules. For people who are new in robotics, AI Kit is a preferable tool to learn the knowledge about machine vision and AI knowledge.

With the continuous advancement of technology, Elephant Robotics has upgraded the AI Kit comprehensively, improving the quality of the hardware while optimizing the built-in algorithms and software to make the product more developable and scalable.

Machine vision is a technology that uses machines to replace the human eyes for target object recognition, judgment and measurement. Machine vision simulates human vision function by computer, and the main technology involves target image acquisition technology, image information processing technology, and target object measurement and recognition technology.

A typical machine vision system mainly consists of a vision perception unit, an image information processing and recognition unit, a processing result display unit and a vision system control unit.

Here we introduce what Elephant Robotics achieve in this upgraded AI Kit 2023.

Textbook and tutorials for robotics

To provide comphrehensive support to experimental and practical teaching, Elephant Robotics launches a textbook about machine vision programming and control. The book provides the knowledge about robotic arms, vision sensors, programming languages, etc. It is a perfect solution for K-12 edication, educational institudes, and colleges. With the help of the tutorials and textbooks, students will enjoy robotics through experiential learning with easier operation when using AI Kit 2023. And Elephant Robotics will launch the tutorials about programming the AI Kit 2023 on YouTube and Hackster continuously.

5 built-in mainstream algorithms

AI Kit 2023 uses eye-to-hand mode, it can achieve color localization by OpenCV, and frames out the colored objects, and calculates the spatial coordinate position of the objects relative to the robotic arm by the relevant point position. With the algorithms, the robotic arm on AI Kit 2023 will automatically recognize the color objects and classify to the corresponding bins.

Aruco codes are widely used to increase the amount of information mapped from the two-dimensional world to three-dimensional time. Elephant Robotics has added recognition algorithms to AI Kit 2023 to support the recognition of 4 different codes. It helps users to learn the related recognition algorithms and positioning applications.

Feature point refers to the ability to represent an image or target in an identical or very similar invariant form in other similar images containing the same scene or target. The feature points are determined by examining the differences between the pixel points and the 16 pixel points in the surrounding field, and the detection efficiency is greatly improved by the segmentation test algorithm.

This algorithm of AI Kit 2023 helps users understand the feature points of images, learn image segmentation, and save image features.

You Only Look Once (YOLO) is a very popular model architecture and object detection algorithm. Elephant Robotics builds this algorithm with the latest version in the AI Kit 2023, the YOLOv5. YOLOv5 makes further improvements on the basis of YOLOv4 algorithm, and the detectability including speed and accuracy are further enhanced. With YOLOv5, users can have a deeper understanding of artificial intelligence, such as the concept and function of neural networks and deep learning.

Shape recognition of objects is an important direction of pattern recognition. There are various representations of object shapes in computers. Based on different shapes, various shape recognition methods have been proposed, such as methods based on Fourier descriptors, principal component analysis, and invariance distance. In shape recognition, it is very important to identify the pattern features on which the recognition is based.

Hardware upgrades

In terms of hardware, AI Kit 2023 adds different sizes of parts boxes to assist the robotic arm to better classify objects. Secondly, AI Kit 2023 used the camera with higher accuracy and lightness adjustment to make the robotic arm more efficient in recognition. Elephant Robotics has also upgraded the suction pump installed at the end of the robotic arm, so that it has higher adaptability and stability when working with different robotic arms.

Software updates

Elephant Robotics develops a built-in visualization software and provides customization methods in the AI Kit 2023. In this software, users can directly select the different algorithms to perform different functions and change the coordinates. The visual interface helps users quickly identify, access and manipulate data, and enables interaction and manipulation in a variety of ways. AI Kit 2023 is more user-friendly now, evern beginner who are new in programming or has no knowledge of code can also use it with several clicks.

Also, Elephant Robotics enhances the adaptations of AI Kit 2023 to enable it to be paired with six robotic arms, including the M5Stack and RaspberryPi versions of myCobot 280, myPalletizer 260, and mechArm 270.

Many educational institutions and colleges have already adopted AI Kit 2023 as an educational tool for professional or laboratory use, enabling students to learn to better understand artificial intelligence, robotic programming, and automation. Elephant Robotics is focusing on developing more and better robotics solutions and kits to provide more comprehensive conditions for the technology and education industry and deepen the application of robotics in education and research.

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WRO International Final 2022 Dortmund

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RoboHeart is Spanning New Realms of Technology

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If you are an experienced Maker, or even just a passing Tinkerer, the RoboHeartTM Hercules development board may be just what you are looking for.

RoboHeart is an exceptional development board that proudly boasts: “One board to rule them all!” This exceptional circuit board is just what is sounds like: the heart of your robotics Maker project.

At Augmented Robotics, we have gone the extra mile by combining the magic of Augmented Reality with embedded mobile systems, so you can play and manipulate brave new worlds using only your smartphone. This allows you to control any RC device or creative Maker project with connectivity in WiFi, BLE and even 5G when paired with out RoboHeart Vela board. On Tuesday, August 23, 2022, RoboHeart was launched on Kickstarter, and it reached its funding goal in less than three hours! In only two short days, RoboHeart was selected as the coveted “Project We Love” by Kickstarter – an award given to projects that really stand out with creative innovation.

By replacing the circuit board inside your RC car with RoboHeart, you can drive the car with only your smartphone – so we have decided to add an original AR game on top of that. Drive around and collect candies to get the most points… but careful not to run out of fuel! As we reach more stretch goals, the game will get increasingly complex. We have already reached our first stretch goal – Gamepad compatibility – but there are many more to come.

The Maker community is the most creative community out there, so RC cars are definitely not the only thing your RoboHeart board can be used for. Put the board into any electronics project and watch it come to life!

Get RoboHeart and dive right into building projects with an open-source RoboHeart Arduino library on GitHub! Our repository has several cool examples at varied complexities, from reading the IMU sensor data to controlling things with your smartphone. For example, we have built our own Balancing Bot using only one board:

The RoboHeart Hercules has all the features one needs to start building:

  • ESP32-WROOM32 with dual-core and WiFi+Bluetooth capabilities
  • Arduino compatibility for easy programming
  • An integrated Inertial Measurement Unit (IMU) for motion data
  • Three DC motor outputs
  • USB-C connector with auto-download feature: flashing is a piece of cake!
  • LiPo battery input with auto-charging feature: where do you need Power most, at USB or LiPo? RoboHeart will automatically distribute power where it is most needed
  • Convenient peripherals for Makers: GROVE, JST and JTAG

… and with the addition of the RoboHeart Vela extension board, Makers can unlock the power of 5G, and no longer be dependent on the BLE range of 50m.

So the only question that remains is: What will YOU do with RoboHeart?

https://www.kickstarter.com/projects/augmented-robotics/robohearttm-by-augmented-robotics

Robotersteuerung schnell und einfach in der Cloud programmiert –

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Synapticon macht MOTORCORTEX als Online-Version verfügbar

Böblingen, den 04.08.2022 – Auch in der Welt des Maschinenbaus und der Robotik hat sich Software in den vergangenen Jahren zum entscheidenden Erfolgsfaktor entwickelt. Sowohl die Art und Weise wie Robotersteuerungen entwickelt werden als auch ihre Leistungsfähigkeit in der Praxis sind für die Hersteller von Industrierobotern von großer Bedeutung. Vor diesem Hintergrund hat Synapticon mit MOTORCORTEX.io nun eine bahnbrechende Lösung im SaaS (Software as a Service) Modell vorgestellt. Sie ermöglicht es sehr leistungsfähige, 100% individuelle Robotersteuerungen komfortabel in der Cloud zu entwickeln, auf Steuerungen im Feld bereitzustellen und über einen digitalen Zwilling zu testen. In der Serienproduktion des Roboters bzw. Automatisierungsprodukts kann die individuelle Steuerungs-Software dann in Masse bereitgestellt und auch offline betrieben werden. Dafür können neben Industrie-PCs auch Embedded-Module bis hin zu einem Raspberry Pi eingesetzt werden.

„Die Automatisierung hat in den vergangenen Jahren nochmals deutlich an Fahrt aufgenommen. Tragende Elemente sind dabei unter anderem fahrerlose Transportsysteme (AGV/AMR) sowie Cobots und Leichtbauroboter. Diese Systeme stellen nicht nur neue Herausforderungen an die Hardware, sondern auch an die Software, speziell wenn es um Themen wie Navigation, Sicherheit und das Erlernen von Abläufen geht“, erklärt Nikolai Ensslen, CEO und Gründer von Synapticon. „Die große Herausforderung ist nun für viele Hersteller: Sie müssen ihren Kunden Lösungen anbieten, die preislich attraktiv und immer auf dem neuesten Stand der Technik sind. Die Unternehmen sollen also in der Lage sein, individuelle Steuerungssoftware für ihre Systeme schnell und kosteneffizient zu entwickeln. Hierfür haben wir mit MOTORCORTEX nun eine Lösung im Angebot, die am Markt einmalig ist und welche die Entwicklungszeit von Robotersteuerungen drastisch verkürzt.“

Echtzeit-Steuerungsanwendungen in der Cloud erstellen und auf Offline-Steuerungen deployen sowie aus der Ferne warten

MOTORCORTEX umfasst ein ganzes Paket an Apps bzw. Templates und Tools zum Entwerfen, Steuern, Analysieren und Bereitstellen von industriellen Automatisierungsanwendungen. Dazu gehört beispielsweise auch ein Widget für die einfache grafische Programmierung (“no code”) von Robotern, was im Bereich der Cobots zum Standard wird. Die Plattform für individuelle Roboter- und Maschinensteuerungen ist mit modernster Softwaretechnologie implementiert, erfüllt alle Anforderungen der Automation der Zukunft und ist zugleich hoch leistungsfähig und skalierbar.

Das integrierte Linux-basierte und ressourcenoptimierte Betriebssystem bietet Echtzeitsteuerung von industrieller Hardware über EtherCAT, wie z.B. auf Synapticon SOMANET basierende Antriebsachsen und eine sehr leistungsstarke Kommunikationsschicht für Anwendungen auf höherer Ebene, wie z. B. eine Benutzeroberfläche oder Datenanalysetools. MOTORCORTEX ermöglicht Hochgeschwindigkeits-Streaming-Kommunikation direkt zum Webbrowser ohne Zwischenserver, was in der Industrie eine Wende darstellt. Es ist jetzt möglich, reaktionsschnelle Webanwendungen für eine extrem reibungslose Interaktion mit Maschinen zu erstellen. Die Lösung bietet offene APIs für alle wichtigen Programmiersprachen wie Javascript, Python und C++. Diese offene Architektur bietet viel mehr Freiheiten als aktuelle industrielle Steuerungssysteme und ermöglicht echte Industrie 4.0-Anwendungen mit nur wenigen Codezeilen. Die Kommunikation mit umgebenden bzw. höher liegenden Steuerungseinheiten wird über OPC UA unterstützt.

„Die Nutzung von MOTORCORTEX ist so einfach wie das Einrichten einer einfachen Webseite. Mit etwas Konfigurationsarbeit und ein paar Zeilen Code können sich Entwickler von jedem Webbrowser aus direkt und sicher mit ihrer Maschine verbinden und schnell Daten austauschen. Kein anderes industrielles Steuerungssystem ist so einfach und flexibel für anspruchsvolle und moderne Steuerungsaufgaben einzurichten“, erklärt Nikolai Ensslen. „Anwendungen, die auf MOTORCORTEX basieren, teilen alle ihre Daten automatisch in der darunterliegenden Echtzeitdatenbank, so dass externe Anwendungen oder Dienste einfach und sicher auf die Daten zugreifen können.“

Entwicklung beschleunigt, Kosten gesenkt

Erste Projekte mit Kunden zeigen, dass es Entwicklern mit MOTORCORTEX in der Cloud gelingt, den Entwicklungsprozess von Software um bis zu 90% zu reduzieren. Zugleich sinken tatsächlich die Kosten für die Softwareentwicklung deutlich, da MOTORCORTEX auf ein einfaches Lizenzmodell ohne zusätzliche Kosten für Wartung und Weiterentwicklung setzt. Da MOTORCORTEX zudem vollkommen Hardware-unabhängig ist, bleibt es den Entwicklern freigestellt, welche Hardware-Komponenten sie für die Entwicklung ihrer Steuerungssoftware nutzen. Ideale Resultate und höchste Effizienz verspricht dabei die Kombination der MOTORCORTEX-Software mit den SOMANET-Servoantrieben aus dem Motion Control-Portfolio von Synapticon.

MOTORCORTEX hat nicht den Anspruch, der eigenen Softwareentwicklung von Roboterherstellern oder innovativen Steuerungslösungen von Drittanbietern, etwa zum einfachen Teachen von Robotern oder für die Integration von Bildverarbeitung und KI, zuvor zu kommen bzw. diese zu ersetzen. Die Plattform soll vielmehr als solide Grundlage für diese dienen und die Entwickler in der Basis entlasten.

„MOTORCORTEX versteht sich, ebenso wie die SOMANET-Elektroniken, als im Endprodukt versteckte Infrastruktur. Sie soll ein leistungsfähiges, zuverlässiges Fundament für die modernsten und innovativsten Robotersteuerungen zur Verfügung stellen. Wir sehen uns als Technologie- und Infrastrukturpartner der besten Innovatoren in Robotik und Automation,” fasst Nikolai Ensslen zusammen. „Ich bin mir sicher, dass wie in vielen anderen Industriebereichen zukünftig Software auch in der Robotik zu einem wesentlichen und kritischen Unterscheidungsmerkmal wird. Mit MOTORCORTEX geben wir Unternehmen hierfür die beste Plattform in die Hand, so dass diese sich auf die relevanten Innovationen für Ihre Kunden und die Differenzierung von ihrem Wettbewerb konzentrieren können.“

Mehr Informationen unter www.synapticon.com

KI begreifen: Schulklassen in NRW programmieren Künstliche Neuronale Netze mit Open Roberta

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Einen Blick in die »Blackbox« werfen und Künstliche Intelligenz (KI) selbst programmieren – das ermöglichen das Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS, das Ministerium für Schule und Bildung des Landes Nordrhein-Westfalen, die Universität zu Köln und die InterScience-Akademie für Algorithmik. Nach der Einführung des Pflichtfachs Informatik zum Schuljahr 2021/22 in NRW hat auch KI einen festen Platz im Unterricht für die Sekundarstufe I in den Klassen 5 und 6. In dem Zuge können die Schüler*innen in NRW, aber auch darüber hinaus, auf der Fraunhofer-Programmierplattform »Open Roberta Lab« künftig Künstliche Neuronale Netze selbst programmieren und testen. Ab Sommer 2022 bietet das Fraunhofer IAIS jungen Menschen weltweit einen einmaligen Zugang zur KI.

Künstliche Intelligenz ist eines der bedeutendsten und zugleich kritischsten Zukunftsthemen. Sie findet schon heute in zahlreichen Bereichen unseres Alltags Anwendung, zum Beispiel bei Gesichtserkennung, automatischer ‎Textergänzung, Sprachassistenten, personalisierter Werbung, ‎Übersetzungsprogrammen und Gesundheits-Apps. Um den Schülerinnen und Schülern einen praxisnahen Einstieg in diese Thematik zu erleichtern, fördert das Ministerium für Schule und Bildung des Landes Nordrhein-Westfalen die Entwicklung von KI-Lerninhalten und Materialien im Rahmen des Projekts »KI-Algorithmen im Informatikunterricht« seit September 2021.

© insta_photos – stock.adobe.com/Fraunhofer IAIS
Das Fraunhofer IAIS hat erstmals Künstliche Neuronale Netze auf seiner Programmierplattform Open Roberta integriert.

Mit dieser Unterstützung hat das Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS erstmals Künstliche Neuronale Netze auf seiner Programmierplattform Open Roberta integriert. In dem Projekt arbeiten Fraunhofer und die Universität zu Köln zusammen, um die Schulen bei der Unterrichtsentwicklung im Bereich der KI zu unterstützen. Initiator des Projekts ist Prof. Dr. Ulrich Trottenberg, der die Projektpartner ehrenamtlich unterstützt.

Staatssekretär Mathias Richter vom Ministerium für Schule und Bildung des Landes Nordrhein-Westfalen: »Vor dem Hintergrund der rasant steigenden Bedeutung von Künstlicher Intelligenz in der Lebens- und Arbeitswelt ist es dringend geboten, möglichst früh Kompetenzen im Bereich Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen aufzubauen. Wir wollen es unseren Schülerinnen und Schülern ermöglichen, ihre eigene Zukunft mitzugestalten, denn die Auswirkungen von KI machen sich zunehmend bemerkbar. Ich danke allen am Projekt Beteiligten herzlich für ihre Unterstützung zur Stärkung der informatischen Bildung in Nordrhein-Westfalen insbesondere im Bereich der KI.«

Künstliche Intelligenz erhält einen festen Platz im Informatikunterricht

KI wird oft als komplexe Technologie wahrgenommen, die nur von Fachleuten verstanden und gestaltet werden kann. Dabei können Kompetenzen in diesem Teilgebiet der Informatik schon in der Schule altersangemessen vermittelt werden. Deshalb hat seit der Einführung des Pflichtfachs Informatik in Klasse 5/6 aller weiterführenden Schulen zum Schuljahr 2021/22 in NRW auch der Bereich Künstliche Intelligenz einen festen Platz im Informatikunterricht. Hier werden unter anderem Anwendungsbeispiele von KI aus der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler thematisiert sowie Grundprinzipien des Maschinellen Lernens altersgerecht vermittelt.

Im Rahmen des Projekts wird die bereits weit verbreitete Open-Source-Programmierumgebung Open Roberta Lab des Fraunhofer IAIS insbesondere um die Integration Künstlicher Neuronaler Netze (KNN) erweitert, um KI-Algorithmen durch grafische Programmierung intuitiv erleb- und verstehbar zu machen. Ziel ist es, dass Schülerinnen und Schüler ab den Klassen 5 und 6 verstehen, was ein Künstliches Neuronales Netz ist, wie es funktioniert und wie sie selbst ein KNN programmieren können, welches zum Beispiel einem Roboter ermöglicht, sich selbstständig in seiner Umwelt zu bewegen. Dabei steht im Vordergrund, dass die grundlegenden Prinzipien eines KNN verstanden und selbst umgesetzt werden können.

Praxisnaher Blick in die »Blackbox«

Thorsten Leimbach, Leiter der Roberta-Initiative und des Geschäftsfelds Smart Coding and Learning am Fraunhofer IAIS: »Üblicherweise wird KI – wenn überhaupt – in der Schule als eine Art Blackbox-Anwendung behandelt. Als eines der führenden Wissenschaftsinstitute auf den Gebieten KI und Maschinelles Lernen freuen wir uns, gemeinsam mit dem Schulministerium NRW und unseren Projektpartnern einen praxisnahen Blick in diese Box zu ermöglichen. Künstliche Neuronale Netze werden zu einem begreifbaren Element, das Schülerinnen und Schüler selbst programmieren können. Sie nähern sich so den Themen Maschinelles Lernen und KI auf innovative Weise.«

Neben dem Fraunhofer IAIS ist das Institut für Mathematikdidaktik (IMD) unter Leitung von Prof. Dr. Inge Schwank am Projekt beteiligt. Das IMD widmet sich der Frage, wie die KI-Thematik für alle Schulformen aufbereitet werden kann. Weiterhin beteiligt sind das Department Mathematik/Informatik (DMI) der Universität zu Köln sowie die InterScience-Akademie für Algorithmik (ISAFA), die das Projekt initiiert hat und ehrenamtlich unterstützt.

Die KNN-Integration als Bestandteil des Open Roberta Labs soll ab Sommer 2022 für alle Schulen und Interessierte weltweit unter https://lab.open-roberta.org verfügbar sein. Lehrkräfte und weitere Messebesucher*innen können auf der didacta 2022 (am Mittwoch und Samstag) am Stand des Schulministeriums NRW bereits einen ersten Einblick erhalten.

Einstieg in die Welt der Robotik für Kinder ab fünf Jahren

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Programmieren lernen in der Primarstufe

Waldachtal, 11.05.2022 Mit dem neuen Schulbaukasten First Coding von fischertechnik lassen sich einfache Roboterprogrammierungen durchführen. Schülerinnen und Schüler der Primarstufe eignen sich die Grundprinzipien der Robotik und Informatik an. Der Baukasten enthält umfangreiche Beschreibungen zum Thema und einfache Übungsaufgaben.

Mit dem neuen Schulbaukasten First Coding von fischertechnik lassen sich einfache Roboterprogrammierungen durchführen. Schülerinnen und Schüler der Primarstufe eignen sich die Grundprinzipien der Robotik und Informatik an. Der Baukasten enthält umfangreiche Beschreibungen zum Thema und einfache Übungsaufgaben.



Insgesamt können mit fischertechnik First Coding drei unterschiedliche Robotermodelle gebaut werden. Der Baukasten enthält alles, was voll funktionsfähige Fahrroboter benötigen: Bausteine zum Zusammenbauen, ein komplett fertig aufgebautes Chassis mit Motoren, Steuerung und Infrarotsensor sowie Taster und Batteriefach. Komplexe Verkabelungen sind nicht notwendig.

Mit seinen altersgerechten Aufgabenstellungen wertet First Coding jeden Grundschulunterricht auf und vermittelt spielerisch die Funktionsweise einfacher Programmierungen. Sind die kleinen Roboter einmal zusammengebaut, können sie zum Beispiel auf dem mitgelieferten Parcours Bahnen abfahren. Die Befehle wurden zuvor am Tablet oder im Smartphone programmiert. Die Roboter können ebenso über die fischertechnik App ferngesteuert werden oder über eine Teach-In-Funktion zuvor gespeicherte Wege befahren und lassen sich per Bluetooth mit dem Smartphone oder dem Tablet verbinden. Die Programmieroberfläche ist altersgerecht aufbereitet und entsprechend einfach zu bedienen. Es gilt dabei, einzelne Programmiersteine aneinanderzureihen und darüber den Roboter zu steuern. Soundeffekte und eine Steuerung über Geräusche runden das Konzept ab.

Umfangreiches Lehrmaterial und Erläuterungen zum Thema sowie elf verschiedene Aufgabenstellungen bilden eine komplette Basis für einen erfolgreichen Unterricht.  

igus Portalroboter konfigurieren und programmieren – so einfach wie Playstation spielen

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Gamification-Ansatz und zusätzliche Features machen Online-Konfigurator für Low-Cost-Portalroboter noch intuitiver

Köln, 5. Mai 2022 – Der motion plastics Spezialist igus hat seinem Online-Konfigurator für Low-Cost-Portalroboter mithilfe der Spiel-Engine Unity ein Facelift spendiert und die Bedienung dadurch noch effizienter gemacht. Ab sofort können Anwender noch schneller und leichter einen individuellen Portalroboter anschlussfertig konfigurieren – in nur 5 Minuten und mit Live-Preisauskunft. Mithilfe der Online-Tools kann jede Automatisierungslösung auch direkt im ausgewählten Arbeitsraum programmiert und getestet sowie die CAD-Daten und eine passende Zeichnung geladen werden. Selbst kleine und mittelständische Unternehmen können so barrierefrei in die Welt der Automation eintauchen – ohne Know-how von Fachkräften und CAD-Software.


Effizienz steigern, Fehler reduzieren und Kosten senken: Viele Unternehmen haben die Vorteile der Prozessautomatisierung längst erkannt. Doch die Auswahl des richtigen Roboters kann zeitintensiv sein – und Zeit ist bekanntlich Geld. Um den Einstieg in die Automatisierung noch leichter zu machen, hat igus im vergangenen Jahr einen Online-Konfigurator entwickelt. Mit wenigen Klicks können so auch Laien anschlussfertige Low-Cost-Portalroboter basierend auf gleitenden drylin Linearführungen ganz einfach konfigurieren. Linearroboter sind ohne Steuerung ab 1.000 Euro pro Stück erhältlich, mit Steuerung und Software ab circa 4.000 Euro. „Seit dem Start des Konfigurators haben wir viel positives Feedback zum Gamification-Ansatz und der intuitiven Bedienbarkeit bekommen“, sagt Alexander Mühlens, Leiter Geschäftsbereich Automatisierungstechnik und Robotik bei igus. „Nichtsdestotrotz haben wir uns gefragt: Können wir die Bedienung mit diesem Feedback weiter verbessern? Die Antwort war ein klares Ja. Daher haben wir den Konfigurator weiter optimiert und neue Funktionen hinzugefügt.“

Individuellen Roboter konfigurieren – jetzt noch leichter durch Spiele-Plattform

Für das neue Design des Konfigurators haben die igus Entwickler Unity genutzt – eine Plattform, die bei der Entwicklung von Spielen für PC und Spielekonsolen zum Einsatz kommt. Entsprechend intuitiv ist die Bedienung des Konfigurators. Und die funktioniert wie folgt: Im ersten Schritt wählt der Anwender die Kinematik, also ein Linien-, Flächen- oder Raumportal. Die Optik erinnert dabei an ein Auswahlmenü aus einem Computerspiel, über das Spieler beispielsweise Rennwagen wählen. Mit diesen Standardkonfigurationen lässt sich bei klaren Rahmenbedingungen schnell der richtige Roboter auswählen. Darüber hinaus gibt es erstmalig die Möglichkeit, ein Sonderportal zusammenzustellen und anzufragen. Ob Eismaschine, Vermessungssystem oder Palettierroboter: Viele Anwendungen müssen spezielle Sicherheitsbestimmungen erfüllen, spritzwassergeschützt sein oder arbeiten zum Beispiel in besonders kleinen Bauräumen. Der Online-Konfigurator ermöglicht Anwendern, ein Sonderportal anzufragen, das den speziellen Anforderungen ihrer ganz individuellen Anwendung gerecht wird.

 
3D-Modell visualisiert Bauraum und Bewegungen des Portals

Der nächste Schritt: die Konfiguration des Portals. Hier stehen Schieberegler zur Verfügung, über die sich die Hublängen der X-, Y- und Z-Achse millimetergenau einstellen lassen. Ein dynamisches 3D-Modell des Portals, das sich in alle Richtungen drehen lässt, visualisiert dabei die Einstellungen in Echtzeit. „An dieser Stelle haben wir eine neue Funktion eingefügt“, freut sich Mühlens. „Mit einem Klick ist es nun möglich, auch den Bauraum des Portals darzustellen. Hierfür nutzen wir farbige Flächen. Somit gewinnen Anwender einen visuellen Eindruck davon, wie viel Platz ihre Automationslösung beansprucht.“ Um auch Transparenz in Sachen Kosten zu gewährleisten, erhalten Nutzer zudem eine Live-Anzeige des Preises ihrer Automationslösung. Fortgeschrittene Nutzer können das 3D-Modell auch als STEP-Datei exportieren und in einem beliebigen CAD-Programm weiterverarbeiten. Mit dem Online-Konfigurator ist es sogar möglich, Bewegungen des Roboters festzulegen – über die Eingabe weniger Parameter und ohne Programmier-Kenntnisse. „Wir folgen mit dieser Funktion dem Motto ‚Test before invest’. Bediener gewinnen dank des beweglichen 3D-Modells ein Gefühl für Roboterbewegungen und Taktzeiten“, so Mühlens. Nach der Online-Programmierung kann die Datei über eine App in Virtual Reality dargestellt oder in die echte Roboter-Steuerung geladen werden.

 
Online bestellt: Kurze Zeit später steht der Roboter vor der Tür

Sind Bediener mit der Konfiguration des Portals zufrieden, folgen die nächsten Schritte: Sie wählen eine passende Steuerung, die das Portal zu einer anschlussfertigen Low-Cost-Robotic Lösung komplettiert – ob ready-to-use mit igus robot control oder die Do-it-yourself Variante mit dryve D1-Steuerungskit. Kurze Zeit nach der Online-Bestellung steht die Automationslösung dann vor der Tür. Vormontierte Portale in Standardgrößen sind sogar innerhalb von 24 Stunden versandfertig. Ein weiteres Plus: Alle konfigurierbaren Portalsysteme sind durch die selbstschmierenden igus Polymere in allen Lagerstellen 100 Prozent wartungsfrei und sauber. Und zusätzliche Komponenten wie Greifer, Vision-Systeme, Motoren und Sensoren erhalten Automations-Novizen über den Low-Cost-Automation Marktplatz RBTX.

Das Start-Up LoCo CORP. möchte mit Roboterbausätzen  europaweit Schüler:innen für MINT-Themen begeistern

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Zaragoza, 21. April 2022 – LoCo CORP. gründete sich an der Universität von  Zaragoza als Antwort auf den Mangel an fortschrittlichen und gleichzeitig  erschwinglichen Robotiklösungen für Lernzwecke. Das Start-Up begann 2021 mit der  Entwicklung erster Roboterbausätze für den Unterricht. Zu den zentralen  Lerninhalten gehören zum Beispiel Themen wie Programmierung, Mechanik, Logik  und Design. Vor wenigen Wochen stellte das Unternehmen dann die ersten  Lernroboter vor: NOCTIS und AUREL. 

Mit NOCTIS und AUREL können Technikinteressierte erste Erfahrungen mit dem Bauen,  Programmieren und Steuern von Robotern sammeln. © LoCo CORP.

LoCo CORP. arbeitet bereits mit Bildungs- und Kulturzentren in Zaragoza zusammen. Die Einrichtungen konnten ihren Schülern mithilfe der Bausätze eine  neuartige Lernerfahrung ermöglichen, da die Roboter die Schüler:innen spielerisch  an technische Themen heran führen. Parallel dazu hat LoCo CORP. einen Großteil  seines Kapitals in die Entwicklung, Erprobung und Validierung einer eigenen Serie  von Robotern investiert.  

„Die Entwicklung von Lernrobotern ist keine leichte Aufgabe: Es geht um weit mehr als nur die reine Technik. Es kann sehr frustrierend sein sich technisches Wissen  anzueignen. Wenn ein Projekt funktioniert, ist das sehr lohnend, allerdings muss man  in der Regel viel Zeit und Mühe in den Prozess investieren. Wir wollen uns abheben,  indem wir unseren Robotern eine fantasievolle Rahmengeschichte geben, die junge Roboterfans zusätzlich motivieren soll.“, sagt Manuel Bernal Lecina, Gründer von  LoCo CORP. 

Viele autodidaktische Bastler (auch Maker genannt) zitieren in ihren Projekten  beliebte Strömungen der Popkultur. Auch deshalb hat sich LoCo CORP. dazu  entschlossen sich nicht nur auf die Entwicklung der Roboterbausätze zu  beschränken, sondern diese auch in ein eigenes fiktives Universum einzubetten – das „LoCoVerse“. Dabei handelt es sich um ein pädagogisches Ökosystem voller  Geschichten, Kurse, Tutorials, Tipps und Unterhaltung. 

Dazu Manuel Bernal Lecina, Gründer von LoCo CORP.: „Wir wollen qualitativ  hochwertige Inhalte bereitstellen, die junge Leute für MINT-Themen begeistern. So  fördern wir die Ausbildung angehender Ingenieur:innen und Wissenschaftler:innen.“ 

Das spanische Unternehmen möchte in Europa, wo es ein großes  Wachstumspotenzial gibt, zu einer festen Größe bei der Ausbildung von MINT interessierten Menschen werden und so die Bildungsziele von Familien und Schulen unterstützen. 

Weiterführende Links: 

Web: http://www.lococorp.org 

Kickstarter: https://bit.ly/3uUdOla 

Instagram: https://www.instagram.com/lococorp/ 

TikTok: https://www.tiktok.com/@thisrobotisdancing

Potenziale KI-gestützter Robotik für die Industrie

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Künstliche Intelligenz (KI) gilt als Schlüsseltechnologie und birgt enormes wirtschaftliches Potenzial. Doch ein Blick in deutsche Produktionshallen zeigt noch ein anderes Bild: Lediglich 6,8 Prozent der Unternehmen aus den Bereichen Maschinenbau und Elektrotechnik setzen KI-Technologien ein (Stand 2019). Dabei birgt KI gerade für das produzierende Gewerbe zahlreiche Potenziale.

Künstliche Intelligenz ist ein Überbegriff, der den Ansatz beschreibt, mit Maschinen Probleme zu lösen und menschliche Intelligenz zu imitieren. Dabei spielt insbesondere ein Teilbereich, das Machine Learning (Maschinelles Lernen), in Unternehmen und Produktionen eine entscheidende Rolle. Machine Learning bedeutet, dass ein System aus Beispielen lernt und diese nach der Lernphase verallgemeinern kann.

In der Produktion kommt Machine Learning beispielsweise im Bereich Predictive Analytics zum Einsatz. Dort wird KI als Teil von Vorhersagemodellen zur Überwachung und Wartung von Produktionsanlagen eingesetzt, um frühzeitig auf kritische Zustände reagieren zu können.

Auch das Wissensmanagement greift für die Auswertung von internen Informationen und Daten auf Machine Learning zurück. Daten von Fertigungslinien, Lieferketten, aber auch von einzelnen Produkten werden für Unternehmensprozesse, die Produktentwicklung und neue Geschäftsmodelle ausgewertet. Ohne den Einsatz von KI wäre eine Analyse aufgrund der schieren Datenmenge nicht möglich.

Mit KI und Robotik Handarbeitsplätze automatisieren

Machine Learning, häufig in Kombination mit Machine Vision, kommt auch in den Bereichen Robotik und Automatisierung, Sensorik und bei fahrerlosen Transportsystemen zum Einsatz. Für die Fertigung ist dabei das Zusammenspiel von KI und Robotik ein wichtiger Schlüssel für die Zukunft.

KI-Produkte, wie beispielsweise Robotersteuerungen, ermöglichen es unter anderem, Handarbeitsplätze zu automatisieren. Ein nicht zu vernachlässigender Vorteil, denn Arbeitskräfte sind rar und der Mangel verschärft sich in den Jahren weiter, wie der Deutsche Industrie- und Handelskammertag (DIHK) prognostiziert. Übernehmen Roboter auch Aufgaben, für die es bisher die Flexibilität eines Menschen brauchte, sorgt das für die Entlastung der Stammbelegschaft, eine Auslastung der Maschinen und sichert auf lange Sicht die Wettbewerbsfähigkeit.

Robuster Umgang mit Varianzen

KI-Steuerungen wie MIRAI von Micropsi Industries ergänzen die native Steuerung eines Roboters. Der Roboter erhält dank einer Kamera und einem neuronalen Netzwerk die Auge-Hand-Koordination und eine vergleichbare Flexibilität wie ein Mensch. Ein solches intelligentes Robotersystem lernt bei neuen Aufgaben, bei anders geformten oder positionierten Werkteilen oder bei vergleichbaren Varianzen schnell, was es zu tun hat und passt bei Bedarf seine Bewegungen in Echtzeit eigenständig an. Ob es sich um das Picken einzelner Teile, Zustellbewegungen oder Fügen und Verfolgen handelt: Zahlreiche Tätigkeiten sind mit einer einzigen kleinen Kamera am Roboter-Handgelenk umsetzbar.

Diese Fähigkeiten lassen sich mit MIRAI durch menschliche Demonstration trainieren. Weder KI- noch Programmierkenntnisse sind erforderlich. Das Know-how bleibt selbst ohne KI-Fachkräfte im Unternehmen. Dem Roboter muss dafür das Ziel einige Male in typisch vorkommenden Varianzen mit der Kamera gezeigt werden. Die KI verallgemeinert im Anschluss die gezeigten Daten. Ein solches System kann in wenigen Stunden trainiert und sogar neu trainiert werden. Selbst eine Fertigung im High Mix-/Low-Volume lässt sich so rentabel automatisieren. Was intelligente Robotiklösungen bereits in der Praxis leisten, zeigen die folgenden Beispiele.

Intelligentes Handling-System bei ZF

Der Technologiekonzern ZF stand vor der Herausforderung, die Werkstückzufuhr einer großvolumigen Frässtation, in der Zahnräder produziert werden, zu automatisieren. Im Werkprozess werden Metallringe aus einer Kiste entnommen und auf ein Förderband gelegt, um später in die Produktion der Zahnräder einzufließen. Die Schwierigkeit: Der Produktionsschritt ist sehr variantenreich, da sich die Ringe in der angelieferten Gitterbox verschieben und dadurch zufällig angeordnet sind. Auch Platzierung und Form der Box variieren. Wechselnde Lichtverhältnisse stellen eine zusätzliche Herausforderung dar. Außerdem ist die Oberfläche der Ringe metallisch glänzend, teilweise ölverschmiert oder korrodiert, was eine klassische Automatisierung unmöglich machte.

Heute ist die KI-Steuerung MIRAI und ein Cobot vom Modell UR10e bei ZF in einer automatisierten Werkstückaufnahme im Einsatz. Mit seiner eigenen Steuerung bringt der Cobot sich über den Ringen in der Kiste in Position. Nun übernimmt das MIRAI-System die Kontrolle: Es bewegt den Roboter selbstständig zum nächsten Ring und bringt den Greifer in die korrekte dreidimensionale Greifposition. Danach übernimmt der UR10e wieder, nimmt den Ring auf und bewegt ihn zum Ablegen auf das Förderband. Das komplette Einrichten des Roboters dauerte lediglich wenige Tage – MIRAI löste in kürzester Zeit ein lang bestehendes Problem.

BSH sucht mit KI nach Kältemittellecks

An ihrem spanischen Standort stellt die BSH Hausgeräte GmbH Kühl- und Gefrierschränke her. Im Herstellungsprozess muss das Unternehmen die Kupferrohrleitungen der Kühlschränke auf Leckagen testen. Für die sogenannte Dichtheitsprüfung wird eine Schnüffelsonde entlang der Kupferrohrleitungen und Kompressoren geführt, um Lötstellen auf austretendes Gas und Kältemittel zu prüfen. Das Besondere: Jede Rückseite der hergestellten Kühlschränke ist einzigartig, was Position, Farbe und Form der Lötpunkte angeht. Für einen herkömmlichen Roboter sind solche Varianzen ein unüberwindbares Hindernis. Der monotone Prüfprozess blieb dem Menschen vorbehalten – bis jetzt.

Den Prüfprozess übernimmt bei BSH nun eine Robotik-Komplettlösung den Prüfprozess. Dank der integrierten Robotersteuerung MIRAI ist es dem Roboter möglich, alle zu prüfenden Lötstellen verlässlich zu identifizieren und die Schnüffelsonde millimetergenau heranzuführen – unabhängig von Position, Form oder Farbe. Das System reagiert in Echtzeit auf seine Umwelt und handhabt selbst unvorhergesehene Abweichungen präzise. Die Roboterfähigkeiten wurden von Mitarbeitenden bei BSH durch menschliche Demonstration in nur wenigen Stunden trainiert. Weder Programmier- noch KI-Kenntnisse waren erforderlich. BSH konnte mit der Automatisierungslösung die laufenden Betriebskosten senken und Wartungen und Fehlerbehebungen reduzieren.

Neue Technologien als Wettbewerbsvorteil

Die Beispiele zeigen, dass Unternehmen mit KI sehr viel bewirken können: KI ermöglicht mehr Flexibilität, Unabhängigkeit, Effizienz und nicht zuletzt Resilienz. Nicht unwichtig in Zeiten wie diesen. Neue Technologien sollte dabei als Türöffner zu mehr Automatisierung verstanden werden. Leistungen, die bislang von Menschen oder Maschinen erbracht wurden, können nun von einer Software geliefert werden. Das ist nicht nur vorteilhaft beim drastisch zunehmenden Arbeitskräftemangel. Es erhöht auch die Flexibilität, Nachvollziehbarkeit und Zuverlässigkeit von Produktionsprozessen und verschafft einen dauerhaften Wettbewerbsvorsprung.

Weitere Informationen unter: https://bit.ly/MicropsiIndustries