Service-Robotik und mobile Manipulation

Ausgewählte Projekte

ROS – Komponentenbasierte Softwareentwicklung für die Robotik

ROS – kurz für Robot Operating System ist ein modernes Software-Framework für die schnelle Entwicklung von Roboterkomponenten mit einem hohen Grad an Wiederverwendbarkeit. Das inzwischen weit verbreitete Framework kapselt Funktionalität in einzelnen Paketen, von denen es inzwischen von Treibern für die meiste Hardware bis hin zu oft verwendeten Roboter-Grundfähigkeiten eine große Vielzahl gibt. Mit der ROS-Industrial Initiative wird die Codebasis zudem auch zunehmend für den industriellen Einsatz professionalisiert.

Kontakt: Dipl.-Ing. Arne Rönnau

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HORSE – Smarte Robotik-Lösungen ermöglichen KMUs den Einsatz neuester Robotertechnologien in dynamischen Montage Prozessen

Ziel des HORSE-Projektes ist es, die produzierende Industrie näher zur Smart Factory zu bringen. Das Projekt unterstützt KMUs mit einem technischen sowie methodologischen Framework zur einfachen Einrichtung von Automatisierungslösungen. Ein Fokus liegt dabei auf der sicheren und engen Mensch Roboter Kollaboration (MRK), um industrielle Aufgaben zwischen Robotern und Menschen aufzuteilen und so die Effizienz zu erhöhen. Im Projektverlauf werden zudem mehrere europäische Competence Centres (CCs)  eingerichtet, als Anlaufstelle für KMUs welche neue Roboter-Technologien einsetzen wollen.

Kontakt: Dipl.-Ing. Arne Rönnau

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SeRoNet - Servicerobotik-Netzwerk

Das Projekt »SeRoNet – Servicerobotik-Netzwerk« mit seiner IT-Plattform zur arbeitsteiligen Entwicklung von Serviceroboter-Lösungen wird die Kosten der Software-Entwicklung für Roboterlösungen deutlich reduzieren. Indem vorhandene Hardware- und auch Software-Komponenten standardisiert und mit interoperablen Schnittstellen versehen werden, sinkt der Integrationsaufwand neuer Lösungen erheblich. Dadurch sollen in Zukunft neue und innovative Roboterlösungen kostengünstig und flexibel eingesetzt werden können.

Kontakt: M.Sc. Georg Heppner

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KolRob – Kollaborativer, intelligenter Roboterkollege für den Facharbeiter des Mittelstands

Das Projekt KolRob befasst sich mit den Problemstellungen der Mensch-Maschinen-Kooperation in der industriellen Montage. Dabei werden die fehlenden Technologien und Konzepte identifiziert, die bisher eine vollständige Automatisierung von Montagevorgängen in der Industrie verhindern. Zudem werden anhand eines konkreten Anwendungsfalls die Möglichkeiten einer kooperativen Montage weiterentwickelt. Sicherheit und Arbeitsraumüberwachung stehen dabei genauso im Vordergrund wie die effiziente Verteilung von Montageschritten im Prozessverlauf. In Kooperation mit KMUs und großen Partnerunternehmen sollen die Grenzen der Automatisierung neu definiert und innovative, robotische Lösungsansätze aus der Forschung in die Industrie gebracht werden.

Kontakt: Dipl.-Ing. Arne Rönnau

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Human Brain Project

Das Human Brain Project (HBP) schafft die technischen Grundlagen für ein neues Modell der Gehirnforschung, indem es die Integration zwischen neurowissenschaftlichen Daten und Kenntnissen aus unterschiedlichsten Disziplinen vorantreibt. Ziel des Projektes ist es ein neues Verständnis des Gehirns zu erlangen, neuartige Behandlungsmöglichkeiten für Hirnkrankheitenzu erforschen und neue gehirnartige Computertechnologien zu entwickeln.

Das Projekt wird EU-gefördert unter der Grant Agreement Nummer FP7-604102.

Kontakt: Dr.-Ing. Stefan Ulbrich

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HoLL-Therm

Bedingt durch die Energiewende wird es in Zukunft notwendig sein, den Stromverbrauch dynamisch an das Stromangebot anzupassen. Gebäude verbrauchen weltweit ca. ein Drittel der generierten Elektrizität und bieten somit ein hohes Potenzial für eine solche Dynamisierung des Verbrauchs. In diesem Kontext werden im FZI-Projekt HoLL-Therm Möglichkeiten untersucht, die in Gebäuden speichbare Wärme für eine Flexibilisierung des Gebäudestromverbrauchs nutzbar zu machen.

Kontakt: Dr.-Ing. Fabian Rigoll

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NeuroReact - Echtzeitfähige neuronale Planung für reaktive Industrieroboter

Neuromorphe Systeme zeichnen sich durch schnelle, hoch parallele und energieeffiziente Rechenvorgänge aus. Außerdem sind sie sehr flexibel und wenig empfindlich gegenüber Hardwareausfällen, aufgrund ihrer Fähigkeit zu lernen und sich anzupassen. Die jüngsten Entwicklungen im Bereich neuromorpher Hardware und neuartiger Sensorik eröffnen die Möglichkeit diese Errungenschaften für Industrieroboter zu nutzen. In NeuroReact wird neuromorphe Hardware  mit Forschungsergebnissen aus der Neurorobotik kombiniert um echtzeitfähige, reaktive Planungssysteme zu realisieren.

Kontakt: M.Sc. Lea Steffen

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ROBINA – Roboterunterstützte Dienste für eine individuelle und ressourcenorientierte Intensiv- und Palliativpflege bei Menschen mit ALS

Die Amyotrophie Lateralsklerose (ALS) ist eine progrediente neurodegenerative Erkrankung, bei der es zu fortschreitenden Lähmungen kommt und die daher eine intensive Unterstützung und Behandlung erfordert. Robotische Assistenzsysteme können in komplexen Pflegesituationen Unterstützung bieten und so die Autonomie und Intimität des Patienten erhöhen.

Im Projekt ROBINA wird ein Durchbruch in der Entwicklung der direkten Mensch-Roboter-Interaktion und Roboterpflege erzielt: eine Kombination von sensibler Roboterhardware mit kraftgeregelten Robotercontrollern des FZI es, feinfühlige Aufgaben wie das Kratzen mit einer Bürste auszuführen.

Kontakt: Christoph Zimmermann

AuRorA – Autonome Roboter für Assistenzfunktionen: Interaktive Grundfertigkeiten

Dieses Projekt konzentriert sich darauf den Menschen durch interaktive, proaktive Roboterverhalten in einem Smart Home bzw. Smart Hotel zu unterstützen und entlasten. Der Roboter dient als realer Avatar, der die Interaktion mit der abstrakten Umgebung leichter und natürlicher macht und motorische Hilfestellungen anbietet. In Abhängigkeit der bereits gelernten Übergangswahrscheinlichkeiten verändert sich das Verhalten des Roboters mit dem Menschen von einem fragenden zu einem informierenden Charakter. Dazu werden die gelernten Verhalten in zwei praxisnahen Szenarien, Gäste empfangen/führen und Kochen, intensiv hinsichtlich der Robustheit und Übertragbarkeit evaluiert.

Kontakt: Christoph Zimmermann

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ROBDEKON - Robotersysteme für die Dekontamination in menschenfeindlichen Umgebungen

Das Kompetenzzentrum ROBDEKON und insbesondere die Arbeiten des FZI konzentrieren sich darauf, Robotersysteme, Technologien und Methoden zu entwickeln, die vor allem in menschenfeindlichen Umgebungen z.B. in kontaminierten Bereichen eingesetzt werden können. Ziel ist es, den Menschen, vor allem die Einsatzkräfte, durch Dekontaminationsroboter vor den Gefahren zu schützen. Nicht nur der Mensch, sondern auch die Umwelt soll durch das Entfernen von Kontaminationen entlastet und Gefahren minimiert werden. Das Kompetenzzentrum trägt hiermit zur zivilen Sicherheit für mehr Lebensqualität in Deutschland bei.

Kontakt: Dipl.-Ing. Arne Rönnau

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HoLLiE – Assistenz- und Begleitroboter

Durch die Kombination von robusten, industrienahen Komponenten mit flexiblen Softwaresystemen zur Robotersteuerung und Umwelterfassung kann HoLLiE schnell und zuverlässig die ihr zugewiesenen Aufgaben meistern und so den Menschen im Alltag unterstützen und entlasten.

Kontakt: Dipl.-Ing. Arne Rönnau

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LAURON – biologisch motivierter sechsbeiniger Laufroboter

Der biologisch motivierte sechsbeinige Laufroboter LAURON wurde am FZI Forschungszentrum Informatik entwickelt, um statisch stabiles Laufen in unebenem Gelände zu untersuchen. Mit seiner robusten Mechanik, der hohen Mobilität durch die zahlreichen Freiheitsgrade sowie seiner Sensorik ist LAURON optimal ausgerüstet für Inspektions- und Serviceaufgaben in unstrukturierten, unwegsamen oder für den Menschen gefährlichen Gelände.

Kontakt: Dipl.-Ing. Arne Rönnau

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DEXMART –Zweihändige Manipulation in der Service-Robotik

Wie wäre es, wenn Roboter wie Kinder am meisten lernen, indem sie beobachten und nachmachen? Wissenschaftler des FZI arbeiten gemeinsam mit Forschern am KIT daran, diese Fähigkeit zweiarmigen Robotern beizubringen. Durch die Weiterentwicklungen der Methode „Programmieren durch Vormachen“ wird aus dem Roboter zum Beispiel eine Servicekraft für die Cafeteria.

Kontakt: Dipl.-Ing. Arne Rönnau

iBOSS – Intelligent Building Blocks for On-Orbit Satellite Servicing

Ziel der Studie iBOSS ist es, die Kosten im Bereich der Satellitenwartung durch Normierung, Standardisierung und Modularisierung signifikant zu senken. Speziell die Modularität soll es ermöglichen, beschädigte oder veraltete Satellitenmodule im Orbit austauschen zu können statt wie bisher den ganzen Satelliten zu ersetzen. Softwaretools ermöglichen es neue Satelliten zu designen und zu simulieren, um sehr geringe Ready-to-Launch Zeiten erreichen zu können. Als Fernziel sollen diese Arbeiten von Service-Satelliten erledigt werden.

Kontakt: M.Sc. Johannes Mangler

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InBOT – Interactive Behaviour Operated Trolley

Der Roboter InBOT wurde entwickelt, um den Einsatz von Technologien der Robotik in Alltagsumgebungen des Menschen zu untersuchen und voranzutreiben.

Kontakt: Dipl.-Ing. Arne Rönnau

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ISABEL – Innovativer Serviceroboter mit Autonomie und intuitiver Bedienung für effiziente Handhabung und Logistik

Zusammen mit den Projektpartnern KUKA, Infineon, macio, Celisca und dem Fraunhofer IFF werden im Rahmen des BMBF-Projekts ISABEL Serviceroboter für das Anwendungsfeld Materiallogistik und Handhabung entwickelt, die im Gegensatz zu herkömmlichen fahrerlosen Transportsystemen mittels ihrer Manipulatoren in der Lage sind, Produkte autonom aufzunehmen, abzulegen bzw. in Bearbeitungsmaschinen einzulegen und zu entnehmen.

Kontakt: Dipl.-Ing. Arne Rönnau

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KAIRO 3 – modularer schlangenartiger Inspektionsroboter

In der Abteilung Interaktive Diagnose- und Servicesysteme (IDS) werden bereits seit über 15 Jahren modulare Serviceroboter zur Inspektion entwickelt. KAIRO 3 (Karlsruher Autonomer Inspektions-Roboter) wurde, aufbauend auf seinen Vorgängern KAIRO (1997), Makro (1999) und MakroPLUS (2004), entwickelt, um Inspektions- und Wartungsarbeiten besonders in für Menschen schwer zugänglichen Bereichen durchzuführen. Diese Bereiche sind zum Beispiel Kanäle, Wartungsschächte mit schmalen Öffnungen oder auch Gefahrengebiete. Durch seinen modularen und flexiblen Aufbau eignet sich KAIRO II für eine Vielzahl an Einsatzmöglichkeiten. Dazu gehören auch Aufgaben wie das Suchen nach Sprengstoffen, das Inspizieren von engen Wartungs- und Versorgungstunneln sowie Such- und Rettungseinsätze nach Naturkatastrophen.

Kontakt: M.Sc. Marvin Grosse Besselmann

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LAUROPE – Beitrag zum DLR Space Bot Cup

Das FZI nimmt als eines von zehn Teams an dem Roboter-Wettbewerb "SpaceBot Cup" des Raumfahrtmanagements im DLR teil. Dabei leiten sich die Herausforderungen des Wettbewerbs aus einem typischen Explorationsszenario auf einer Planetenoberfläche ab. Hier stehen das Auffinden, Transportieren und letztendlich das Fügen von Objekten – etwa für wissenschaftliche Experimente oder zum Aufbau einer Infrastruktur – in einer realistischen, mondähnlichen Umgebung im Fokus. Das FZI Team – LAUROPE – wird den sechsbeinigen Laufroboter LAURON V sowie eine Lander-Infrastruktur einsetzen, um die Aufgaben des Wettbewerbs zu meistern.

Kontakt: Dipl.-Ing. Arne Rönnau

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ReApp - Wiederverwendbare Roboterapplikationen für flexible Roboteranlagen basierend auf ROS Industrial

Im Rahmen des ReApp Projekts verfolgt das FZI das Ziel, semantische Technologien und Beschreibungssprachen in wiederverwendbare "Roboter-Apps" für die geplante industrietaugliche Integrationsplattform verfügbar zu machen, um vor allem auch KMUs bei der Modellierung, Programmierung und dem Deployment von Roboterapplikationen zu unterstützen. Zusammen mit zahlreichen Projektpartnern wie zum Beispiel dem Fraunhofer IPA, KIT, Sick, Ruhrbotics und BMW versucht das FZI mittels ROS Industrial und "Roboter-Apps" die Programmierkosten zu reduzieren und so Robotik mittelstandtauglich zu machen.

Kontakt: Dipl.-Ing. Arne Rönnau

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viEMA – vernetzte, informationsbasierte Einlern- und Ausführungsstrategien für autonome Montagearbeitsabläufe

Im BMWi-Projekt viEMA haben fünf Forschungspartner eine lernende Roboterzelle gebaut, die flexibel an Handarbeitsplätzen aushelfen kann, wenn hohe Stückzahlen anfallen. Die kluge Maschine scannt die Werkstücke, vergleicht sie mit ihrer Teile-Bibliothek und wählt aus einer Griffe-Datenbank eine Greifstrategie aus. Sie kann ohne Programmierkenntnisse eingerüstet werden und braucht keine feste Installation.

Kontakt: Dipl.-Ing. Arne Rönnau

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