Algoritmes maken veilige interactie met industriële robots mogelijk

Collaboratieve robots zijn dankzij sensoren en vision systemen al langer in staat veilig samen te werken met mensen. Grote industriële robots bieden deze mogelijkheid doorgaans niet, waardoor zij over het algemeen gescheiden van mensen werkzaamheden kunnen uitvoeren. Nieuwe algoritmes ontwikkeld door onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology (IWU) brengen hier verandering in en maken meer veilige interactie met industriële robots mogelijk.

In menig fabriek werken mensen samen met robots aan een product. Deze samenwerking is in de meeste gevallen echter relatief beperkt. Zo zijn industriële robots vaak in veiligheidskooien geplaatst om ongelukken te voorkomen. In andere gevallen worden lichtschermen ingezet om de aanwezigheid van mensen te detecteren, zodat de werking van de robots direct wordt onderbroken indien een werknemer te dichtbij komt. Deze beperkingen staan volgens het Fraunhofer IWU echte samenwerking in de weg. 

Handgebaren interpreteren

Het instituut heeft daarom een aantal algoritmes ontwikkeld die meer veilige interactie met industriële robots mogelijk maken. Met behulp van deze algoritmes kunnen industriële robots hand- en armgebaren van mensen herkennen, zodat werknemers robots opdrachten kunnen geven. Zo stelt het algoritme een robot bijvoorbeeld een component aanpakken indien deze door de werknemer wordt aangereikt.

De algoritmes van het Fraunhofer IWU kijken niet alleen naar de hand- en armgebaren, maar ook naar andere signalen zoals lichaamshouding en gezichtsuitdrukkingen. Dit stelt robots volgens de onderzoekers in staat gebaren beter te interpreteren. Kijkt een werknemer bijvoorbeeld achterom naar een collega? Dan weet de robot dat gebaren die op dat moment worden gemaakt niet voor hem bedoeld zijn. 

Gevaarlijke situaties herkennen

Robots kunnen dankzij de algoritmes ook herkennen of hun bewegingen gevaar kunnen opleveren voor menselijke werknemers. Vraagt een medewerker bijvoorbeeld een bepaald component aan te reiken, maar is diens hand te dicht bij zijn of haar gezicht om dit veilig te kunnen doen? Dan voert de robot de opdracht pas uit als de hand van de werknemer op veilige afstand van diens gezicht is verwijderd. 

“We hebben effectieve, veilige en flexibele interactie toegevoegd aan legacy technologie. Mensen kunnen nu voor het eerst in deze industrie op basis van handgebaren communiceren en direct samenwerken met zware robots”, licht Dr.-Ing. Mohamad Bdiwi, hoofd Robotics bij Fraunhofer IWU, toe. “Onze technologie brengt bewegingsbesturing naar industriële toepassingen. Op dit moment wordt dit vooral ingezet voor gaming toepassingen, zoals game consoles.”

Quipt

De software Quipt, ontwikkeld door engineer en ontwerper Madeline Gannon, maakt het overigens al langer mogelijk interactie te hebben met industriële robots. Quipt stelt robots in staat draagbare markeringen te herkennen en hierop te reageren. Door deze markeringen bijvoorbeeld op hun hand te plakken of om hun nek te hangen kunnen gebruikers een robot onder meer hun bewegingen laten nadoen. 

Gannon demonstreerde enkele jaren geladen al hoe zij met behulp van Quipt interactie heeft met een ABB IRB 6700 robot.

Artiest laat zich vastbinden aan robot

Een opvallende demonstatie van interactie met een industriële robot is een experiment van performance artist Stelarc, hoofd van het Alternate Anatomies Lab van de Australische Curtin University. Stelarc liet zich in 2015 vastbinden aan een industriële robot en zich dertig minuten lang ronddraaien. Met het experiment wilde Stelarc laten zien hoe intiem de interactie tussen de mens en robot kan zijn. 

Auteur: Wouter Hoeffnagel
Bron: Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology (foto)
Bron: MADLAB.CC
Bron: Stelarc.org