Fraunhofer IWU: GreenBotAI senkt Energieverbrauch von Robotern um 25 Prozent
Industrieroboter sollen in Zeiten der Energiekrise weniger Strom verbrauchen. Dazu müssen sie intelligenter werden.
Der Roboter passt selbstständig ein Zahnrad ein und benötigt dafür nur wenig Energie.
(Bild: Fraunhofer IWU)
In dem deutsch-französischem Forschungsprojekt GreenBotAI haben das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU), der Softwareentwickler Inbolt SAS sowie die École Nationale Supérieure d‘Arts et Métiers (ENSAM LISPEN) eine Methode entwickelt, mit der der Energieverbrauch von Robotern um 25 Prozent gesenkt werden kann.
Im Fokus der Untersuchungen steht ein agiler Ansatz beim Umgang eines Roboters mit Materialien und Werkstücken. Dabei soll der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) in Algorithmen der industriellen Roboterfertigung mehr Flexibilität verschaffen. Die Produktion soll sich damit beschleunigen lassen, so die Projektpartner. Die Robotik soll insgesamt intelligenter werden, komplexe Aufgaben sollen Roboter auch "spontan" erledigen können. Die neue Generation von Robotern basiert auf einer entsprechenden Hardware, modernen Deep-Learning-Methoden, verbesserter Datenverarbeitung und Fehlerkontrolle.
Optimierung des Stromverbrauchs
Um den Stromverbrauch von industriell genutzten Robotern zu senken, müssen sie nicht zwangsläufig ausgetauscht werden. Die Forscher nutzen vielmehr verschiedene Optionen aus, um den Energieverbrauch um bis zu 25 Prozent zu senken. Dazu verwenden sie datenreduzierte KI-Modelle, beschleunigen die Greifaufgaben und verringern insgesamt die benötigte Rechenleistung.
Beispielhaft zeigen die Wissenschaftler das auf der Hannover Messe, die vom 22. bis 26. April in Hannover stattfindet. Dabei setzt das System an den Reaktions- und Latenzzeiten eines Industrieroboters an. Die Bahnplanung des Roboters wird optimiert und bereits während der Bewegung werden weitere Aufgaben erledigt.
Zunächst erfolgt aber die für das Objekt-Handling oder die Montageaufgabe nötige Aufnahme eines 2D-Bildes zur Objekterkennung. Nach Angaben der Wissenschaftler genügt dazu die Aufnahme eines einzelnen Bildes eines Bauteils aus, um das Bild dann mit geringer Rechenleistung auszuwerten und den Roboter so anzusteuern, dass er das Bauteil aufnehmen, überprüfen und in die richtige Position bringen kann. Die dazu notwendigen Berechnungen erfolgen über die am Fraunhofer IWU entwickelten Software Xeidana.
Am Messestand sollen Besucher das dann selbst ausprobieren können, versprechen die Forscher. Sie können ein Zahnrad an beliebiger Stelle auf einem Tisch positionieren. Die Software berechnet dann anhand einer Einzelaufnahme die Position der Objekte relativ zum kollaborativ arbeitenden Roboter. Daraus wird die Flugbahn berechnet sowie die Griffposition für den Roboter. So kann er das Zahnrad greifen, prüfen und in Echtzeit die Kraftdaten auswerten, um das Zahnrad in ein zweites Zahnrad einzupassen. Dazu wird mittels KI der Tastsinn eines Menschen imitiert. Die Roboteraktionen werden zugleich über einen digitalen Zwilling visualisiert.
GreenBotAI ist ein Gemeinschaftsprojekt des Fraunhofer IWU, des Softwareentwicklers Inbolt SAS sowie der ENSAM LISPEN. Das Projekt wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.
(olb)