Ein Forschungsteam unter Leitung von Professor Keehoon Kim und dem Doktoranden Jaehyun Park von der Pohang University of Science and Technology (POSTECH) hat bahnbrechende haptische Technologien entwickelt, die die Sicherheit und Effizienz in der Industrie grundlegend verändern könnten.
Die Innovation des Teams adressiert eine zentrale Herausforderung in risikoreichen Industrieumgebungen wie Fabriken und Stahlwerken. Trotz des Fortschritts in der Roboterautomatisierung erfordern viele komplexe Aufgaben weiterhin menschliches Eingreifen. Die Fernsteuerung von Robotern gestaltet sich jedoch schwierig – selbst kleine Fehler können zu Unfällen führen.
Um dieses Problem zu lösen, entwickelten die Forschenden zwei spezialisierte haptische Geräte: den POstick-KF (Kinästhetisches Feedback) und den POstick-VF (Visuo-taktiles Feedback). Diese Werkzeuge ermöglichen es Bedienern, über ihre Fingerspitzen buchstäblich zu spüren, was der Roboter erlebt, während sie die Maschinen aus sicherer Entfernung steuern.
Der POstick-KF überträgt präzise Kraftveränderungen, die der Roboter erfährt, während der POstick-VF visuelle und taktile Hinweise für vielfältigere Arbeitsumgebungen kombiniert. Beide Geräte sind wie vertraute Werkzeuge geformt, sodass sie auch für Erstnutzer intuitiv bedienbar sind.
Simulationsexperimente zeigten beeindruckende Ergebnisse: Die Nutzer erzielten eine höhere Manipulationsgenauigkeit und deutlich weniger Kollisionen im Vergleich zu herkömmlichen Steuerungsmethoden. Besonders der POstick-VF bewährte sich als Trainingswerkzeug, wobei die Nutzer ihre Fertigkeiten mit der Zeit deutlich verbesserten.
Das System erhöht die Sicherheit zusätzlich durch die Integration von Digital-Twin-Technologie, sodass Bediener komplexe Abläufe zunächst in virtuellen Umgebungen üben können, bevor sie diese in der Realität ausführen. Augmented-Reality-Funktionen liefern zusätzliche visuelle Hinweise, die das Eintauchen und die Konzentration der Nutzer steigern.
"Unsere Technologie ermöglicht es, Aufgaben, die menschliche Geschicklichkeit erfordern, sicherer und präziser in Zusammenarbeit mit Robotern auszuführen", sagt Professor Kim. "Wir hoffen, damit die Sicherheit an Industriestandorten zu erhöhen und die Belastung für die Arbeiter zu verringern."
Die Forschung, unterstützt von POSCO Holdings, wurde kürzlich in den IEEE Transactions on Industrial Informatics veröffentlicht und stellt einen bedeutenden Fortschritt für die Mensch-Roboter-Kollaboration in gefährlichen Industrieumgebungen dar.