KI4MRK – Forschungsprojekt erfolgreich abgeschlossen

Künstliche Intelligenz für die effiziente Mensch-Roboter-Kollaboration: Moderne Roboter können mittlerweile ohne Schutzzäune gemeinsam mit dem Menschen in der Logistik oder Produktion zusammenarbeiten. Die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) folgt dabei strengen Normen und Regeln, um stets die Sicherheit des Menschen zu gewährleisten. Dies führt dazu, dass bisherige MRK-Systeme mit niedrigen, reduzierten Geschwindigkeiten arbeiten oder gar stoppen, sobald sich ein Mensch nähert.

Ziel dieses Forschungsprojektes, welches vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wurde, war die Entwicklung einer menschlichen Bewegungsprädiktion mittels der Kombination aus drei tiefen Neuronalen Netzen (NN). Hierzu wird der gemeinsame Arbeitsraum in eine Blockdarstellung (Voxeldarstellung) überführt, die es ermöglicht, Hindernisse als Volumen darzustellen und mittels Autoencoder menschlichen Posen so vorverarbeitet, dass diese im System effizient gespeichert werden können. Ein zweiter Autoencoder wird anhand von öffentlichen Motion-Datenbanken trainiert und erlaubt so die Prädiktion von Einzelbewegungen. Im letzten Schritt kann ein rekurrentes Neuronales Netz, das dank Long short-term memory (LSTM) mit nur wenigen, aufgabenspezifische Daten trainiert wurde, dennoch komplexe Handlungen vorhersagen. Die entwickelte KI-basierte Bewegungsprädiktion von Handlungen im Voxelraum, kombiniert mit einem dynamischen Aufgabenscheduling, erlaubt eine effizientere Gestaltung von MRK-Systemen.

Des Weiteren können diese durch minimale Stoppzeiten effektiver und wirtschaftlicher eingesetzt werden. Nachdem wir diese Technik der Bewegungsvorhersage anhand von zwei Demonstratoren erfolgreich evaluiert haben, freuen wir uns darauf, die weiteren verfahrenstechnischen Indikationen dieser Methode zu untersuchen.

Die Ergebnisse, die wir zusammen mit unseren Partnern erreichen konnten, sind in diesem Video zusammengefasst:

posted by:

Julia Spiel

Kategorie:

Allgemein

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