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ABB identifiziert neue Perspektiven für Robotik und KI im Jahr 2024

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Marc Segura, Leiter der Robotics-Division bei ABB, skizziert drei Haupttreiber für robotergestützte KI-Lösungen im Jahr 2024. Indes setzt ABB ihre Expansion in neue Segmente fort, in denen eine robotergestützte Automatisierung bisher kaum zum Einsatz kam.

„Im kommenden Jahr wird die entscheidende Rolle der KI verstärkt im Fokus stehen“, betont Marc Segura. „Von mobilen Robotern und Cobots über neue Robotik-Anwendungen in weiteren Segmenten bis hin zur Schaffung neuartiger Aus- und Weiterbildungsmöglichkeiten – diese KI-Trends werden die Zukunft der Industrierobotik neu definieren.“

1 – KI wird für eine größere Autonomie in Robotikanwendungen sorgen

Den Fortschritt auf dem Gebiet der KI zu beschleunigen, bedeutet, die Möglichkeiten der Industrierobotik neu zu definieren. KI verbessert nicht nur die Fähigkeit von Robotern zum Greifen, Aufnehmen und Absetzen von Objekten, sondern ermöglicht es ihnen auch, dynamische Umgebungen abzubilden und durch sie zu navigieren. Mithilfe von KI können mobile Roboter, Cobots und andere robotergestützte Lösungen ein Höchstmaß an Geschwindigkeit, Genauigkeit und Traglast erreichen, sodass sie mehr Aufgaben in Umgebungen wie flexiblen Fabriken, Lagerhäusern, Logistikzentren und Labors übernehmen können.

„KI-gestützte mobile Roboter können Segmente wie die Fertigung, Logistik und Labors transformieren“, ergänzt Segura. „Roboter, die mit der neuen Visual-SLAM-Technologie (Visual Simultaneous Localization and Mapping) von ABB ausgestattet sind, verfügen zum Beispiel über erweiterte Kartierungs- und Navigationsfähigkeiten. Das ermöglicht eine größere Autonomie und reduziert die Infrastruktur, die frühere Generationen fahrerloser Roboter benötigten. Dies wiederum ebnet den Weg für die Umstellung von linearen Produktionslinien auf dynamische Netzwerke. So können erhebliche Effizienzsteigerungen erzielt und menschliche Arbeitskräfte von monotonen, schmutzigen und gefährlichen Arbeiten entlastet werden, damit sie sich erfüllenderen Tätigkeiten widmen können.“

2 – KI erschließt neue Bereiche für den Einsatz von Robotern

Das Potenzial der KI-gestützten Robotik geht weit über den Fertigungsbereich hinaus. Man geht davon aus, dass diese Technologien im Jahr 2024 erhebliche Effizienzsteigerungen in dynamischeren Bereichen wie dem Gesundheitswesen, Life Sciences und dem Einzelhandel ermöglichen werden. Ein weiteres Beispiel ist die Baubranche. Hier kann KI-gestützte Robotik wesentlich zur Steigerung der Produktivität, Verbesserung der Sicherheit und Umsetzung nachhaltiger Verfahren beitragen und gleichzeitig das Wachstum fördern.

„Die Bauindustrie ist ein gutes Beispiel für einen Sektor, in dem KI-gestützte Roboter sich als transformativ erweisen werden. Sie können einen echten Mehrwert bieten, indem sie dabei helfen, viele Probleme zu lösen, mit denen die Branche heute zu kämpfen hat – darunter Fachkräftemangel, Sicherheitsrisiken und stagnierende Produktivität“, erklärt Marc Segura. „KI-basierte Fähigkeiten wie eine bessere Erkennung und Entscheidungsfindung sowie Fortschritte auf dem Gebiet der kollaborativen Robotik ermöglichen einen sicheren Einsatz von Robotern an der Seite von Menschen. Dank dieser Fortschritte können Roboter Kernaufgaben wie das Mauern, das Montieren von Modulen und das Fertigen im 3D-Druck präziser und schneller erledigen. Gleichzeitig tragen sie durch Senkung der Emissionen zur Nachhaltigkeit bei, indem sie zum Beispiel das Mischen von Beton vor Ort ermöglichen und durch Montage vor Ort den Materialtransport über große Entfernungen reduzieren.“

3 – KI wird neue Möglichkeiten zum Lernen und Arbeiten mit Robotern schaffen

Die in der KI und Robotik erzielten Fortschritte sind für die Aus- und Weiterbildung von großer Bedeutung. Denn sie helfen dabei, die Qualifikationslücke in der Automatisierung zu schließen und Roboter für Menschen und Unternehmen zugänglicher zu machen. Da KI die Programmierung durch Lead-Through-Verfahren und natürliche Sprache vereinfacht, kann sich die Ausbildung auf die Frage konzentrieren, wie Roboter den Menschen effektiver unterstützen können, als ausschließlich Programmierkenntnisse zu vermitteln. Dieser Wandel macht Roboter für eine größere Zielgruppe zugänglich, was neue Jobperspektiven eröffnet und dabei hilft, dem Arbeits- und Fachkräftemangel entgegenzuwirken.

„Der Mangel an Arbeitskräften, die über die benötigten Qualifikationen zur Programmierung und Bedienung von Robotern verfügen, ist seit Langem eine Hürde für die robotergestützte Automatisierung, insbesondere in kleinen und mittleren Fertigungsunternehmen“, so Marc Segura. „Dies wird sich zunehmend ändern, wenn Fortschritte auf dem Gebiet der generativen KI die Hürden zur Automatisierung senken und der Fokus der Ausbildung über die Programmierung hinausgeht. KI-gestützte Entwicklungen im Bereich Natural Language Programming, die die Steuerung von Robotern mithilfe von sprachlichen Anweisungen erlauben, werden für eine neue Dynamik in der Mensch-Roboter-Interaktion sorgen.“

Play before Pay: igus steigert die Einfachheit der Low Cost Automatisierung durch Apps, Metaverse und neue Cobots

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Auf der Hannover Messe 2023 präsentiert der motion plastics Spezialist Next Level Engineering durch digitale Innovation



Hannover/Köln, 15. Februar 2023 – igus beschleunigt das Tempo bei der Low Cost Automation und macht den Einstieg einfacher und erschwinglicher als je zuvor. Mit dem Zusammenspiel aus günstiger Hardware und digitaler Innovation ist die Zukunft der Automatisierung greifbar nahe. Das beweisen der echte Cobot ReBeL mini für 3.999 Euro und die RBTXperience Software für einfache Programmierung handelsüblicher Roboter. Das virtuelle iguversum bietet den perfekten Spielplatz, um Roboteranwendungen und Programmierungen kinderleicht zum Laufen und dann in die Realität zu bringen.

Die Hannover Messe ist immer ein wichtiger Treffpunkt für die neuesten Entwicklungen in der Industrie. Auch dieses Jahr präsentiert igus hier digitale Produkte und Lösungen, die Unternehmen dabei helfen, ihre Anwendungen zu verbessern und Kosten zu sparen. Beispiel Low Cost Automation: Neue Cobots, Software und virtuelle Parallelwelten sorgen dafür, dass selbst Robotik-Laien in kürzester Zeit in die Automatisierung einsteigen können. Die Hardware-Basis bilden die Kunststoff-Roboter von igus wie der neue ReBeL mini, ein echter Plug&Play Cobot zum Preis von nur 3.999 Euro, inklusive Steuerungssoftware und Netzteil. Der Roboter arbeitet mit 5 Achsen, bringt 4 kg auf die Waage, hat eine Reichweite von 310 mm und bewegt bis zu 0,5 kg Last. Er schafft 7 Picks pro Minute bei einer Wiederholgenauigkeit von +/- 1 mm. Der ReBeL mini eignet sich insbesondere für den Einsatz in beengten Bauräumen, beispielweise in der Prüfautomation oder Kamera-Qualitätskontrolle und ist dabei auch über Kopf einsetzbar.

Next Level Engineering durch den Einsatz digitaler Werkzeuge
Mit neu entwickelten digitalen Werkzeugen unterstützt igus Unternehmen dabei, schnell und einfach ihre individuelle Robotik-Hardware zu konfigurieren, zu integrieren und zu steuern. Gemäß der Idee „Play before Pay“ können Anwender mit der neuen RBTXperience Software über ein 3D-Modell Kameras, Greifer, Roboter, aber auch Maschinengestelle und Förderbänder kombinieren und erproben – so simpel wie in einem Computerspiel. Per Drag and Drop Funktion lassen sich die Komponenten und Aufbauten beliebig anpassen, immer mit Kompatibilitätsgarantie und Live-Preis. CAD-Dateien der Lösungen lassen sich in die eigene Planungssoftware mit einem Klick herunterladen. „Zum Start der Hannover Messe werden wir jede im Online-Tool konfigurierte Automationslösung in einer Datenbank speichern und anderen Kunden als Designvorlage zur Verfügung stellen. Daraus entsteht dann eine riesige Design-Community“, sagt Alexander Mühlens, Leiter des Geschäftsbereichs Low Cost Automation bei igus. Als Inspirationsquelle zum sofortigen Nachmachen stehen bereits jetzt auf dem Online-Marktplatz RBTX mehr als 300 Lösungen zur Verfügung, davon 95 Prozent mit einem Investitionsvolumen von unter 12.000 Euro. Doch nicht nur die Konfiguration, sondern auch die Steuerung von Low Cost Automation vereinfacht igus. Deshalb bietet der motion plastics Spezialist eine intuitive Software an, mit der sich die Bewegungsabläufe der ReBeL Roboter anhand von digitalen Zwillingen innerhalb von 30 bis 60 Minuten festlegen lassen – auch ohne Programmierkenntnisse. Neu auf der Hannover Messe 2023 zu sehen ist außerdem die AnyApp Software. Sie ermöglicht genau diese intuitive Programmierung auch für andere Roboter. AnyApp eignet sich besonders für Unternehmen, die Roboter verschiedener Hersteller zu Automationslösungen kombinieren, sich aber nicht in mehrere Steuerungssoftwares einarbeiten wollen.

Das iguversum: In der virtuellen Welt spielerisch Ingenieur-Höchstleistungen erzielen
Eine weiterer Entwicklungsschritt ist das iguversum, welches auf dem neuen Stand „igus digital“ in Halle 17 zu erleben ist. Virtuell können Benutzer aus der ganzen Welt interagieren und an Projekten zusammenarbeiten, ohne dass eine physische Präsenz erforderlich ist. Das spart nicht nur Zeit, sondern ist auch nachhaltiger, da Reisen entfallen. Das iguversum ist eine Kollaborations-Welt und ein digitales Werkzeug, das Unternehmen bei allen technischen Entwicklungen unterstützen kann. Mit Extended Reality (XR)-Technologien wie Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) lassen sich beispielsweise Automatisierungslösungen im virtuellen Raum planen, steuern und testen. Dadurch können Mitarbeiter aus der Ferne auf gefährliche oder unangenehme Arbeitsumgebungen zugreifen, ohne vor Ort zu sein.

Unternehmen bietet sich so die Möglichkeit, ihre Arbeitsumgebung sicherer und attraktiver zu gestalten. Das führt zu einer höheren Zufriedenheit und Motivation der Mitarbeiter und ist auch ein Pluspunkt bei der Gewinnung von neuen Fachkräften. „In der Zukunft werden wir sehen, wie die kollaborative Zusammenarbeit von Menschen im Metaverse und zum Beispiel die Steuerung von Robotern aus virtuellen Welten heraus die Art und Weise verändern, wie wir zusammenarbeiten.“ sagt Marco Thull, Senior Marketing Activist, igus GmbH. Mit der Verwendung von digitalen Tools wie Simulationen, Prognosen und Datenanalysen wird igus Unternehmen auch über die Low Cost Automation hinaus dabei unterstützen, ihre Prozesse schneller und günstiger zu machen. „Die Nutzung neuer Technologien ist dabei nie Selbstzweck, sondern folgt immer den Fragen: Was hat der Kunde davon? Ist das Tech oder kann das weg?“, meint Marco Thull. „Das Zusammenspiel aus günstiger Hardware, Software, XR in Verbindung mit künstlicher Intelligenz wird es Kunden ermöglichen, ihre Maschinen und Anlagen permanent zu verbessern und schnell an die Bedürfnisse ihrer Kunden anzupassen – ein enormer Wettbewerbsvorteil.“

Draper Teaches Robots to Build Trust with Humans – new research

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New study shows methods robots can use to self-assess their own performance

CAMBRIDGE, MASS. (PRWEB) MARCH 08, 2022

Establishing human-robot trust isn’t always easy. Beyond the fear of automation going rogue, robots simply don’t communicate how they are doing. When this happens, establishing a basis for humans to trust robots can be difficult.

Now, research is shedding light on how autonomous systems can foster human confidence in robots. Largely, the research suggests that humans have an easier time trusting a robot that offers some kind of self-assessment as it goes about its tasks, according to Aastha Acharya, a Draper Scholar and Ph.D. candidate at the University of Colorado Boulder.

Acharya said we need to start considering what communications are useful, particularly if we want to have humans trust and rely on their automated co-workers. “We can take cues from any effective workplace relationship, where the key to establishing trust is understanding co-workers’ capabilities and limitations,” she said. A gap in understanding can lead to improper tasking of the robot, and subsequent misuse, abuse or disuse of its autonomy.

To understand the problem, Acharya joined researchers from Draper and the University of Colorado Boulder to study how autonomous robots that use learned probabilistic world models can compute and express self-assessed competencies in the form of machine self-confidence. Probabilistic world models take into account the impact of uncertainties in events or actions in predicting the potential occurrence of future outcomes.

In the study, the world models were designed to enable the robots to forecast their behavior and report their own perspective about their tasking prior to task execution. With this information, a human can better judge whether a robot is sufficiently capable of completing a task, and adjust expectations to suit the situation.

To demonstrate their method, researchers developed and tested a probabilistic world model on a simulated intelligence, surveillance and reconnaissance mission for an autonomous uncrewed aerial vehicle (UAV). The UAV flew over a field populated by a radio tower, an airstrip and mountains. The mission was designed to collect data from the tower while avoiding detection by an adversary. The UAV was asked to consider factors such as detections, collections, battery life and environmental conditions to understand its task competency.

Findings were reported in the article “Generalizing Competency Self-Assessment for Autonomous Vehicles Using Deep Reinforcement Learning,” where the team addressed several important questions. How do we encourage appropriate human trust in an autonomous system? How do we know that self-assessed capabilities of the autonomous system are accurate?

Human-machine collaboration lies at the core of a wide spectrum of algorithmic strategies for generating soft assurances, which are collectively aimed at trust management, according to the paper. “Humans must be able to establish a basis for correctly using and relying on robotic autonomy for success,” the authors said. The team behind the paper includes Acharya’s advisors Rebecca Russell, Ph.D., from Draper and Nisar Ahmed, Ph.D., from the University of Colorado Boulder.

The research into autonomous self-assessment is based upon work supported by DARPA’s Competency-Aware Machine Learning (CAML) program.

In addition, funds for this study were provided by the Draper Scholar Program. The program gives graduate students the opportunity to conduct their thesis research under the supervision of both a faculty adviser and a member of Draper’s technical staff, in an area of mutual interest. Draper Scholars’ graduate degree tuition and stipends are funded by Draper.

Since 1973, the Draper Scholar Program, formerly known as the Draper Fellow Program, has supported more than 1,000 graduate students pursuing advanced degrees in engineering and the sciences. Draper Scholars are from both civilian and military backgrounds, and Draper Scholar alumni excel worldwide in the technical, corporate, government, academic, and entrepreneurship sectors.

Draper

At Draper, we believe exciting things happen when new capabilities are imagined and created. Whether formulating a concept and developing each component to achieve a field-ready prototype, or combining existing technologies in new ways, Draper engineers apply multidisciplinary approaches that deliver new capabilities to customers. As a nonprofit engineering innovation company, Draper focuses on the design, development and deployment of advanced technological solutions for the world’s most challenging and important problems. We provide engineering solutions directly to government, industry and academia; work on teams as prime contractor or subcontractor; and participate as a collaborator in consortia. We provide unbiased assessments of technology or systems designed or recommended by other organizations—custom designed, as well as commercial-off-the-shelf. Visit Draper at http://www.draper.com.

Hannover Messe 2021: Neuer igus Getriebe-baukasten für innovative Cobot-Ideen

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Kostengünstige und leichte Plug&Play-Kombination aus Getriebe, Encoder, Controller, Kraftregelung und Motor für die Servicerobotik

„Einen Robot to go, bitte!” – Mit dem leichten Getriebebaukasten von igus lassen sich neue Ideen im Bereich der Servicerobotik einfach und kostengünstig umsetzen. (Quelle: igus GmbH)

Köln, 3. Februar 2021 – Das Potenzial für die Servicerobotik ist enorm: In Küchen und Bars, in der Pflege, auf dem Acker oder in der Logistik helfen Leichtbauroboter, monotone oder nicht ergonomische Aufgaben zu automatisieren. Damit sich solche neuen Konzepte einfach und vor allem kostengünstig umsetzen lassen, stellt igus zur Hannover Messe einen neuen Getriebebaukasten für Cobots vor. Im Zentrum steht dabei das vollintegrierte Tribo-Wellgetriebe mit Motor, Absolutwert-Encoder, Kraftregelung und Controller.

„Wir befähigen Konstrukteure mit unseren Low-Cost-Automation-Lösungen kostengünstig in die Zukunft der Servicerobotik einzusteigen“, macht Stefan Niermann, in der erweiterten igus Geschäftsführung für den Bereich Low-Cost-Automation zuständig, deutlich. „Das eröffnet Raum für ganz neue Ideen im Bereich der Automatisierung: Roboter, die im Einzelhandel Kaffee ausschenken oder zuhause die Spülmaschine ausräumen können. Cobots, die in der Pflege eingesetzt werden, ebenso wie in der Industrie – und das alles made in Germany.“ Eine besonders wichtige Rolle spielen dabei die Getriebe, denn sie sind das Herzstück eines jeden modernen Roboters. Daher hat der motion plastics Spezialist igus im letzten Jahr eine neue Generation an Tribo-Wellgetrieben für die Bewegung an der 5. Roboterachse vorgestellt. Reibung und Verschleiß werden durch schmierfreie Tribo-Polymere optimiert. Der Einsatz von Kunststoffen ermöglicht eine äußerst kompakte Bauweise und eine kostengünstige Herstellung. Das drygear Wellgetriebe kann beispielsweise in der letzten Achse von Gelenkarm-, Portal- und Delta-Robotern vor verschiedenen Greifersystemen eingesetzt werden. Der neue Getriebebaukasten für Cobots, den igus auf der Hannover Messe 2021 zeigt, ergänzt nun das breite igus Angebot im Bereich der Low-Cost-Automation. Diese Plug&Play-Lösung hilft dabei, spannende Cobot-Ideen schnell in die Tat umzusetzen, ganz ohne sich Gedanken zur Leistungselektronik machen zu müssen.

Vollintegriertes Wellgetriebe für Low-Cost-Cobot-Anwendungen
Der Getriebebaukasten besteht aus Tribo-Wellgetrieben in den Größen 80 und 105 mit integriertem Motorcontroller, Kraftregelungselektronik, Absolutwert-Encoder und Motor. Im Getriebe kommen Tribo-Wellgenerator und Tribo-Flexring mit Außenverzahnung sowie ein Außenläufer Brushless DC Motor zum Einsatz. Auf Basis der Getriebe lässt sich mithilfe von Verbindungselementen ein individueller Roboter konstruieren, dank der zusätzlichen elektronischen Komponenten auch als Cobot. „Wir sehen für unsere leichten Kunststoff-Wellgetriebe Marktchancen in Robotern, die komplett unter 8kg wiegen“, stellt Alexander Mühlens, Leiter Low-Cost-Automation bei igus, heraus. „Denn bei der Robotik in der Low-Cost-Automation ist neben der Traglast und einem günstigen Preis immer auch das Eigengewicht wichtig. So lassen sich leichte Roboter einfacher transportieren und effizienter auf fahrerlose Transportsysteme, auf 7. Roboterachsen oder in naher Zukunft sogar an Drohnen einsetzen.“ Das geringe Gewicht ist auch beim Einsatz in Cobots ein deutlicher Pluspunkt, denn kleinere Massen bedeuten auch kleinere Kräfte bei Kollisionen. Dank der elektronischen Komponenten im vollintegrierten Wellgetriebe sind MRK-Fähigkeiten möglich. Mittels Absolutwert-Encoder-Technologie können Kräfte wie auch Momente über den Motorstrom ermittelt und sicher begrenzt werden. Dafür setzt igus auf einen Doppelencoder, bei dem eine Messung vor und hinter dem Gelenk erfolgt, um Kräfte und Drehmomente zu erkennen und darauf reagieren zu können.

igus Angebot im Bereich Low-Cost-Automation wächst kontinuierlich
Auch in einer neuen Version des igus Serviceroboters ReBeL sollen die neuen vollintegrierten Wellgetriebe in diesem Jahr zum Einsatz kommen. Diese Robotergeneration wird dadurch wesentlich schlanker und durch die integrierten BLDC-Motoren mit Leistungselektronik günstig. Alexander Mühlens stellt heraus: „Unser Ziel ist es, den ReBeL bereits ab geringen Stückzahlen für 2.900 Euro auf den Markt zu bringen. Er soll 2kg tragen können, eine Reichweite von bis zu 650 Millimetern besitzen, sowie ein Eigengewicht von unter 10kg und eine Mindestlaufzeit von 2 Millionen Zyklen.“ Der Cobot-Getriebebaukasten ergänzt das breite Portfolio von igus im Bereich der Low-Cost-Automation – von Getrieben über verschiedenste Roboterkinematiken bis hin zur Steuerung. Low-Cost-Automation bedeutet dabei sowohl kostengünstige Einstiegspreise als auch nur so viel zu automatisieren wie notwendig. Dadurch amortisiert sich die Investition innerhalb weniger Monate. Der neue Getriebebaukasten wird auch auf RBTX.com verfügbar sein. Auf dem Online-Marktplatz können sich Interessenten ihre Roboterkinematik mit Vision-, Safety- oder Greiferkomponenten so zusammenstellen, dass sie ihren Anforderungen und ihrem Budget genau entspricht. Dabei gilt das Versprechen, das alles zusammenpasst, sowohl auf Hardware- als auch auf Software-Seite – gemäß des igus Ansatzes „Build or Buy“, einen Roboter selbst zusammenstellen oder eine fertige Lösung erhalten.