Die Mensch-Maschine-Interaktion hat ein digitales Gesicht

Das Antlitz des FTS

Fahrerlose Transportfahrzeuge oder Transportsysteme (FTF bzw. FTS) sind derzeit in der Intralogistik eines der großen Themen. Auch der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) hat Anfang des Jahres mit der Gründung einer eigenen Fachabteilung für FTF und FTS darauf reagiert. Denn mit den rasant ansteigenden Produktentwicklungen für diesen Markt werden auch Fragen zur Sicherheitstechnik und Normierung relevant.

Erfinderin Jana Jost mit Emili

Die Erfinderin Jana Jost gibt Emili per Geste zu verstehen, dass der Behälter auf Arbeitshöhe angehoben werden soll. © Fraunhofer IML

Verschiedenste Systeme präsentieren sich bereits auf den aktuellen Logistik-Messen, eines intelligenter als das andere. Genauso kühl und futuristisch wie „Fahrerloses Transportsystem“ klingt, so geben sich auch die Maschinen. Doch gehört das Lager der Zukunft nicht allein den FTS, sie sind lediglich die Hilfsmittel der Lageristen. Die flinken Maschinen müssen mit Menschen zusammenarbeiten, in manchen Lagern sogar auf engstem Raum. Dementsprechend wichtig ist es, sie auf eine gute Kollaboration von Mensch und Maschine hin zu entwickeln.

Neues Miteinander: Social Networked Industry

Speziell die Frage, wie eine intuitive Mensch-Maschine-Interaktion im Lager aussehen könnte, interessiert die Forscher am Fraunhofer IML. Unter dem Oberbegriff der „Social Networked Industry“ werden dort die Möglichkeiten für neue hybride Dienstleistungen erforscht, die sich aus der Zusammenarbeit von Mensch und Industrie 4.0 ergeben. Hierbei soll bewusst der Fokus auf eine ganzheitliche Betrachtung gelegt werden. Denn neben den Technologien selbst müssen viele soziale Faktoren, wie Qualifikation und Akzeptanz, aber auch organisatorische Aspekte, wie Kommunikation und Hierarchie bei der Kooperation von Mensch und Maschine bedacht werden.

Mit dem Ziel ein autonomes FTF mit möglichst intuitiver Bedienung zu entwerfen, machte sich ein Team um Jana Jost vom Fraunhofer IML an die Arbeit. Heraus kam Emili (Ergonomischer, mobiler, interaktiver Ladungsträger für die Intralogistik). Eigentlich ist Emili nur eine selbstrollende Kiste, funktional und praktisch: Sie besitzt die exakten Maße eines Kleinladungsträger (KLT). Dadurch ist dieses FTF auch genauso stapelbar und transportierbar wie jeder andere KLT. Bei Bedarf fährt Emili jedoch ihr Fahrwerk aus und wird selbst zu einem Fahrerlosen Transportfahrzeug.

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Rollende Kiste mit Gesicht

Der Clou: Emili ist mittels Gesten steuerbar. So lässt sie sich beispielsweise einfach heranwinken. Die Gestensteuerung funktioniert per Funk über ein Wearable, das der Benutzer am Körper trägt. Bei Bedarf ist Emili auch über eine anwenderfreundliche App per Smartphone oder AR-Brille steuerbar. Nachdem Emili herangerollt ist, fährt ihr Behälter auf eine ergonomische Arbeitshöhe zum Benutzer empor – ebenfalls per Gestensteuerung.

Zudem besitzt der kleine kistenförmige Roboter auf der Frontseite ein E-Paper Display. Hier ist ein stilisierter Roboterkopf zu sehen, der – je nach Zustand des FTF – lacht oder ein trauriges Gesicht macht. Auch wenn der Roboter mit einem Steuerbefehl nichts anfangen kann, zeigt er das an mit einem verdutzten Gesicht. Der Benutzer weiß also sofort Bescheid, wie es um das Gerät bestellt ist.

“#FTS: Emili reagiert auf Gesten. #MenschMaschineInteraktion im #Warehouse. @FraunhoferIML“

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Sind einzelne Parameter der Maschine in einem wartungsbedürftigen Zustand, dann gehen Emilis Mundwinkel nach unten. Bei einem menschlichen Mitarbeiter wäre das nicht anders. Über die App erhält der Benutzer nun eine einfache Schritt-für-Schritt Anleitung, wie er das Wartungsproblem beheben kann, wahlweise mit oder ohne Augmented Reality Unterstützung. Das hat Emili einem menschlichen Kollegen voraus.

Auf der diesjährigen Logimat konnte Emili außerdem ihre zusätzlich neuentwickelten Interaktionsmodule (IAM) vorführen. Hiermit können die Funktionen von Emili sehr einfach mittels Steckmodulen erweitert werden, beispielsweise um einen Scanner. Diese Module sind auch übereinander stapelbar und selbst wiederum modular aufgebaut, so dass sie in Form und Funktion über die gesamte Lebensdauer des Roboters hinweg angepasst oder erweitert werden können. Die Interaktionsmodule sind außerdem nicht auf den Einsatz an Emili direkt begrenzt, sondern mobil benutzbar. So können sie auch am Arbeitsplatz eingesetzt werden, bspw. um dem Lagerarbeiter Anweisungen auf den Tisch einzublenden oder um dort zu scannen.

Prof. Dr. Michael ten Hompel, geschäftsführender Institutsleiter des Fraunhofer IML

„Es wird uns bald ganz normal vorkommen, mit einer Kiste zu reden.“

„Emili ist der industrielle Prototyp für eine zukünftige Social Networked Industry, in der Menschen mit intelligenten Maschinen wie Emili zusammenarbeiten werden“, betont Prof. Dr. Michael ten Hompel, der geschäftsführende Institutsleiter des Fraunhofer IML.

Bisher bewegt sich das FTF noch über feste Spuren. Doch das Entwicklerteam arbeitet daran, dass Emili in einer erneuerten Version bald frei im Raum navigieren kann. Das ursprüngliche Ziel, nämlich aufzuzeigen wie eine ergonomische und an der menschlichen Kommunikationsweise orientierte Zusammenarbeit mit Maschinen aussehen kann, hat das Projekt Emili jetzt schon erreicht.