SmaRTHI

Fakultät Informatik/Mathematik

Zusammenarbeit von Mensch und Roboter

SmaRTHI- Smarte Robotik für zeitflexible, immersive und ortsunabhängige Teamarbeit in Handwerk und Industrie

Smarte Robotik für Handwerk und Industrie

TU Chemnitz, TU Dresden, HTW Dresden und das Fraunhofer IWU stehen gemeinsam im Finale der Zukunftscluster-Initiative (Clusters4Future) des Bundesforschungsministeriums. Das Ziel: Menschen und Roboter arbeiten enger zusammen, um die Wettbewerbsfähigkeit von Handwerk und Industrie zu steigern. Die Vision des Zukunftsclusters SmaRTHI ist es, dass Menschen und Roboter zukünftig als sich optimal ergänzende zeitflexible und ortsunabhängig Teams zusammenarbeiten. So können bessere Arbeitsbedingungen geschaffen werden, der Mensch bei seinen manuellen Tätigkeiten geschützt, die Teilhabe am Arbeitsmarkt demokratisiert werden und auch dem Fachkräftemangel im Handwerk soll mit den neuen Technologien etwas entgegensetzt werden. Gleichzeitig werden die Fabriken und Betriebe effizienter, flexibler und resilienter. Im Ergebnis kann der gesamtgesellschaftliche Wohlstand gesteigert werden. SmaRTHI baut ein Ökosystem auf, in dem neuartige Technologien erforscht, entwickelt und industrialisiert werden. Der Digitalisierung als verbindendes Element wird verstärkt zu einer wertschöpfenden Wirkung in physischen Prozessen verholfen.

Um diese Zukunftsvision Realität werden zu lassen, haben sich die Verbundpartner erfolgreich um eine Förderung aus Mitteln der Zukunftscluster-Initiative (Clusters4Future) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) beworben und setzten sich als einer von 15 Finalisten aus insgesamt 117 eingereichten Cluster-Ideen durch. SmaRTHI erhält nun für sechs Monaten eine Förderung des BMBF von rund 230.000 Euro mit der eine Forschungs- und Innovationsstrategie erarbeitet wird, die unter anderem Pläne für Projekte enthält, mit denen die smarte Robotik entwickelt werden soll. Ist der Verbund mit seiner Strategie erfolgreich, kann er mit bis zu 45 Millionen Euro über neun Jahre gefördert werden.

Aktuelle Informationen zum Forschungsverbund finden Sie hier im Web: https://www.smarthi.de/

Mitarbeiterin arbeitet gemeinsam mit kollaborativem Roboter

Das Netzwerk

Die Akteure in SmaRTHI schaffen mit Ihrem exzellenten Knowhow aus den Bereichen Cyber-physische Systeme, Mechatronik, Informatik und Kommunikationstechnik ein hochinnovatives interdisziplinäres Netzwerk. Die Innovations-Achse Chemnitz-Dresden soll zum »Robot Valley Sachsen« werden, welches die Robotik innoviert und deren Demokratisierung vorantreibt: Als Basis dafür erschafft SmaRTHI eine Co-Innovationsplattform, welche Forschung, Handwerk und Industrie für die Gestaltung der flexiblen und multilokalen Arbeitswelten zusammenbringt Darin erschaffen die Partner im Co-Creation-Ansatz die Grundlagen und Szenarien für den Einsatz smarter Robotik in der Teamarbeit, überführen diese in industrietaugliche Lösungen und bringen sie schlussendlich in die praktische Anwendung. Das Zukunftscluster SmaRTHI kann damit zu einer weltweit führenden Anlaufstelle (One-Stop-Shop) für die flexible, multilokale Teamarbeit der Zukunft werden.

Damit werden aus exzellenter Forschung Innovationen im Bereich smarter Robotik entstehen und für die breite Nutzung in Handwerk und Industrie erschlossen. So sollen Impulse für Wandel und Innovation durch kollaborative Mensch-Robotik-Teams in der Fertigung und Automatisierung gesetzt werden. Das Zukunftscluster „SmaRTHI“ wird sich insbesondere den Themen Automatisierung, Künstliche Intelligenz (KI), Sensorik, Mensch-Roboter-Kollaboration, Systemintegration sowie der Integration von Artificial Reality- und Virtual Reality- Lösungen (AR und VR) widmen. Zur Erprobung dieser neuen Ansätze stehen dem Cluster u.a. Testfelder am „5G Lab Germany“ der TU Dresden und das „IIoT Testbed“ der HTW Dresden zur Verfügung. Zum Themenfeld der cyber-physischen Produktionssysteme steht am Fraunhofer IWU zudem die rund 1.700 m² große E³-Forschungsfabrik für die industrienahe Erprobung komplexer Robotersysteme, und darin ein Human-Meets-Robots-Lab, eine mobile Roboterzelle zur autonomen Maschinenbedienung sowie Soft- und Hardware-Infrastruktur für Tests der virtuellen Inbetriebnahme bereit. An der TU Chemnitz werden humanoide Roboter entwickelt, die ebenfalls zum Einsatz kommen sollen.

Darstellung des SmaRTHI Clusters

Die Story – Der Blick in die Zukunft

Ida und Hannes sind ein berufstätiges Paar im Jahr 2035. Ida entwirft und fertigt individuelle Möbel- und Holzkonstruktionen. In ihrem Handwerksbetrieb steht ihr u.a. ein Fräsroboter zur Seite, für dessen Steuerung sie verschiedene synchronisierte Endgeräte wählen kann, die einen flexiblen Fernzugriff in Echtzeit ermöglichen. Heute wählt sie einen Handschuh, mit dem sowohl feinfühlige, akkurate Arbeiten als auch notwendige Hilfstätigkeiten dem Roboter intuitiv angelernt oder aus vorgefertigten, im App-Store bereitgestellten, Fähigkeiten installiert werden können. Ihre skizzierten Konturvorgaben ergänzt sie durch spezifizierende Sprachbefehle. Gleichzeitig gibt ihr der Handschuh ein Feedback über die erreichten Eigenschaften des bearbeiteten Materials. Hannes ist für die Wartung komplexer, weltweit verteilter Bestandsanlagen verantwortlich. Im Homeoffice sichtet er auf seinem Dashboard die optimal sequenzierten Wartungsaufträge an verschieden platzierten Anlagen, die ihm auf Basis der Unternehmenszielvorgaben sowie seines Kompetenzprofils zugeteilt wurden. Zur Untersuchung und Fehlerbehebung setzt er verschiedene zwei- bis vierbeinige Roboter ein, die durch das von ihm bevorzugte Tablet gesteuert werden. Bei gleichbleibend hoher und sicherer Konnektivität werden ungewollte Bewegungen erkannt und erst nach einer entsprechenden Sicherheitsprüfung durchgeführt. Das parallele akustische Feedback erlaubt ihm, die Operationen des Roboters simultan zu verfolgen.

Kontakt:

Dipl.-Ing. Till Haas

Dipl.-Ing. Till Haas

Gefördert durch:

Gefördert durch BMWI

Förderprogramm Clusters4Future:

Die Zukunftscluster (Clusters4Future) sind der Kernbestandteil der Hightech-Strategie 2025 der Bundesregierung und sollen einen besonderen Beitrag zur exzellenten Forschung und zum Wissens- und Technologietransfer leisten. Sie knüpfen mit dem regionalen Ansatz der Clusterförderung unmittelbar an die Spitzenforschung in wichtigen Zukunftsfeldern an und sorgen so dafür, dass technologische sowie soziale Innovationen schneller im Alltag ankommen und mit Hilfe exzellenter Forschung Standorte mit hoher Innovation innerhalb Deutschlands entstehen.
Mehr zu den Zukunftsclustern erfahren Sie im Web auf den Seiten des BMBF: https://www.clusters4future.de/

Sprecher und Co-Sprecher

  • Prof. Dr.-Ing. Ulrike Thomas
    Professur für Robotik und Mensch-Technik-Interaktion, TU Chemnitz
  • Prof. Dr.-Ing. Steffen Ihlenfeldt
    Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU /
    Professur Werkzeugmaschinenentwicklung und adaptive Steuerungen, TU Dresden
  • Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Frank Fitzek
    Deutscher Telekom-Lehrstuhl für Kommunikationsnetze, TU Dresden
  • Prof. Dr. rer. nat. habil. Uwe Aßmann
    Professur für Softwaretechnologie, TU Dresden
  • Prof. Dr. rer. pol. Dirk Reichelt
    Professur Informationsmanagement, Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden

 

Unterstützer

Unterstützt wird das Zukunftscluster „SmaRTHI“ von einer großen Zahl regionaler Start-ups, Mittelständler und Großunternehmen. Dazu gehören z.B. Wandelbots GmbH, Industrie Partner GmbH Coswig, Infineon Technologies Dresden GmbH, Siemens AG Chemnitz, Volkswagen Software Development Center Dresden, X-Fab Dresden GmbH, Elbe Flugzeugwerke GmbH, EPL Deutschland GmbH, Porsche Leipzig GmbH, BMW Group Werk Leipzig, TRUMPF Sachsen GmbH und Koenig & Bauer GmbH.

Aktuelle Informationen

zum Forschungsverbund finden Sie hier: https://www.smarthi.de/

Projektlaufzeit

Konzeptphase: Oktober 2021 -  April 2022