Roboter lernen das Lernen

Berliner Forscher entwickeln intelligente Laser- und Lichtbogensysteme, die präzise arbeiten und teilautonom entscheiden. Ihre Einsatzgebiete haben die Roboter beim Schweißen, Fügen und 3D-Drucken von Metallbauteilen wie auch in der Medizin.

Die „smart Factory“ der Zukunft zu planen, hat einen besonderen Reiz, wenn sich die Ideengeber in einer Industriehalle des vorigen Jahrhunderts treffen. Das Berliner Forschungsprojekt „iLaP – Intelligente Laser- und Lichtbogensysteme mit integriertem Prozesswissen und intuitiver Bedienung“ hatte seine Bündnispartner auf das Gelände der einstigen Kindl-Brauerei in Berlin-Neukölln eingeladen. Die Industriebauten hier entstanden in den 1920er Jahren.

Das ehemalige Vollgutlager, eine große Halle, wo die Flaschen auf langen Fließbändern abgefüllt wurden, bietet viel Raum für Visionen. Dass Mensch und Roboter gemeinsam in der Industriehalle 4.0 stehen, ist solch eine Vision. Mit iLaP fördert das Bundesforschungsministerium ein Projekt, das großes Potenzial hat zu zeigen: Mensch-Maschine-Interaktionen können funktionieren. iLaP hilft konkret den kleinen und mittelständischen Unternehmen dabei, Schritt zu halten auf dem Weg in das digitale Industriezeitalter. Konkret geht es um die teilautonome Materialbearbeitung durch Laserwerkzeuge. Schweißen, Fügen, Beschichten und 3D-Druck – Bündnispartner aus Wirtschaft und Wissenschaft entwickeln für diese Arbeitsbereiche Systemtechniken, die sich leicht in den Arbeitsprozess integrieren und von den Anwendern gut bedienen lassen.

voll integrierte Steuerung eines Bearbeitungskopfes mit Kamera und Beleuchtung

Die Grafik zeigt die voll integrierte Steuerung eines Bearbeitungskopfes mit Kamera und Beleuchtung.

iLaP

Quartier für kluge Köpfe

Am Eingang zur einstigen Flaschenabfüllhalle wachsen Salat und Gemüse in neu gezimmerten Hochbeeten. Menschen aus dem Kiez übernehmen die Patenschaft dafür. Drinnen treffen sich junge Leute im Coworking-Space. Auch der Tagungsbereich mit seiner Mischung aus rauem Charme und Komfort hat etwas Besonderes. Um das einstige Kindl-Quartier als Begegnungsstätte für Menschen und Ideen zu retten, hatte die Edith-Maryon-Stiftung das Areal als Quartier für verrückte, kreative, kluge Köpfe gekauft. Im Sinne des Forschungsbündnisses iLaP sind da Roboter-Köpfe nicht ausgenommen. An der Kreation intelligenter Laser- und Lichtbogensysteme beteiligen sich Unternehmen aus der Füge- und Automatisierungstechnik wie auch Partner aus der Informations- und Kommunikationstechnik. Sie klären grundlegende Steuerungsfragen, um Materialien einmal vollständig digital zu bearbeiten.

Vernetzte Daten – denkende Roboter?

Wie lernt ein Roboter-„Kopf“, am Ende (teil)autonome Entscheidungen zu treffen? Was ihre Systeme an Wissen dazu brauchen, wird von den Projektpartnern gesammelt, gespeichert und aufbereitet. Sie entwickeln Sensoren, die die Prozessdaten aus dem Arbeitsumfeld aufnehmen, in dem die Systeme eingesetzt werden sollen – etwa beim Laserschweißen im Karosseriebau, beim 3D-Druck von Metallbauteilen oder in der Lasermedizin. Die Daten werden ausgewertet, in Algorithmen umgerechnet und in ein Konzept für die Steuerungssoftware integriert. Die Herausforderung: Die Daten müssen auf einer digitalen Plattform vernetzt sein, damit sie miteinander kommunizieren und die Steuerung sofort eingreifen kann, wenn es Probleme gibt. Mehr noch: Roboter, die mit den Menschen interagieren, sollen intuitiv reagieren können. Einen ersten Demonstrator für ein Roboterprogramm, das Objekte und Gesten erkennt und diese Daten zusammenbringt, gibt es jetzt.

Wenn die online-Datenerfassung durchgängig automatisiert und auch die automatische Analyse möglich ist, wenn sich die Daten untereinander vernetzen und die Roboter dieses Wissen fortlaufend speichern, können sie dann auch das Denken lernen? Das iLaP-Bündnis formuliert sein Forschungsziel so: Durch ein Industrie-4.0-Datenstrukturmodell wird der Grundstein für eine neuartige Generierung von Prozesswissen gelegt.

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