Projektstart

Neuromorphe Sensoren revolutionieren das industrielle Schweißen

Cobots (kollaborative Roboter), die eng mit dem Menschen zusammenarbeiten können, weisen beeindruckende Wachstumsraten auf und bieten ein enormes Potenzial für eine Vielzahl von Branchen. Bislang können Cobots jedoch nur vorprogrammierte Aktionen ausführen und nicht flexibel auf unerwartete Ereignisse reagieren. Mit dem Projekt CORINNE will fortiss diese Einschränkung durch den Einsatz von neuromorpher Technologie überwinden und Roboter in die Lage versetzen, in Echtzeit auf menschliche Gesten zu reagieren und kontinuierlich dazuzulernen. In Zusammenarbeit mit der Neura Robotics GmbH aus Metzingen und der Technischen Universität Chemnitz sollen die Forschungsergebnisse im Bereich der Schweißarbeiten angewendet werden.

In dem sich rasant entwickelnden Bereich der Robotik setzt fortiss mit dem Projekt CORINNE (Cobots' Relational Interface with Neuromorphic Networks and Events) neue Maßstäbe bei der Entwicklung innovativer neuromorpher visueller Sensoren. Diese Sensoren sollen die Gestenerkennung optimieren und Online-Lernen in Schweißanwendungen ermöglichen. Das CORINNE-Projekt wird mit dem Cobot Maira realisiert, einem intelligenten Roboterarm, der von der Neura Robotics GmbH entwickelt und mit den neuen neuromorphen Sensoren ausgestattet wird.

Gestenerkennung und Online-Lernen für intelligente Schweißroboter

Im Gegensatz zu herkömmlichen Robotern, die nur vorprogrammierte Aktionen ausführen können, lernen Roboter mit neuromorphen Sensoren kontinuierlich dazu und passen sich flexibel an neue Situationen an. Diese Fähigkeit ermöglicht es ihnen, die Gesten des Schweißers in Echtzeit zu erkennen und darauf zu reagieren. Der Hauptvorteil der neuromorphen Technologie liegt in ihrer Fähigkeit, sich an den individuellen Benutzer anzupassen, ohne umfangreiche Modelle oder große Mengen an Trainingsdaten zu benötigen. Die Ansätze dieser innovativen Forschung sind im Video "Smart Melding with MAiRA" zu sehen. Die von fortiss entwickelten neuromorphen KI-Algorithmen ermöglichen es den Robotern, neue Gesten und Gestenkombinationen in Echtzeit und mit minimalem Training zu erlernen, was die Abhängigkeit von großen Datensätzen deutlich verringert, und die kostengünstige Anwendbarkeit erhöht.

fortiss Wissenschaftler Jules Lecomte arbeitet im fortiss Kompetenzfeld Neuromorphic Computing und wird das Projekt die kommenden zwei Jahre leiten. Er ist vom vielversprechenden Potential der Technologie überzeugt und erklärt: „Unsere neuromorphen visuellen Sensoren ermöglichen es Robotern, dynamisch zu lernen und auf menschliche Gesten zu reagieren, was ihre Flexibilität und Nutzbarkeit bei komplexen industriellen Aufgaben wie dem Schweißen erhöht. Diese Technologie stellt einen Paradigmenwechsel in der Art und Weise dar, wie Roboter mit menschlichen Bedienern interagieren.“

 

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Föderiertes Lernen ermöglicht autonome, anpassungsfähige Roboter

Um noch mehr Flexibilität und einen nahtlosen industriellen Einsatz zu ermöglichen, ist ein weiteres technisches Ziel des Projekts das von Prof. Röhrbein an der TU Chemnitz entwickelte föderierte Lernen, bei dem mehrere Roboter gemeinsam neues Wissen erlernen können. Dieser Ansatz beschleunigt nicht nur den Lernprozess, sondern sichert auch die Datenhoheit durch die Minimierung von Abhängigkeiten von externen Datenquellen.

Die Auswirkungen dieser Innovation gehen über das industrielle Schweißen hinaus. Neuromorphe Sensoren haben das Potenzial, verschiedene Branchen zu revolutionieren, indem sie es Robotern ermöglichen, sich anzupassen und autonom zu lernen, und so den Weg für effizientere und anpassungsfähigere Automatisierungslösungen ebnen.

Die Integration neuromorpher Sensoren in die Industrierobotik stellt einen wichtigen Meilenstein in der Entwicklung der Automatisierungstechnik dar. Je weiter die Forschung in diesem Bereich voranschreitet, desto größer dürften die potenziellen Anwendungen und Vorteile der neuromorphen Robotik werden, die weitere Innovationen vorantreiben und die Zukunft der Fertigung neugestalten werden. Die zu erwarteten Forschungsergebnisse von fortiss könnten die Einführung von Cobots und anderen autonomen Systemen in Produktionsumgebungen daher wesentlich beschleunigen. Dies wird zu einer höheren Produktivität und Flexibilität führen.

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