Beim KUKA Innovation Award 2015 ging es um Innovationen mit dem LBR iiwa

KUKA Innovation Award 2015: Rückblick

Der KUKA Innovation Award 2015 ging an ein Forscherteam aus Italien. In ihrem Projekt ReTeLINK kommunziert ein Exoskelett mit dem KUKA LBR iiwa.

KUKA Innovation Award 2015: die Gewinner

Die Gewinner des KUKA Innovation Awards 2015 mit ihrer Entwicklung ReTeLINK.

Das Gewinner-Projekt ReTeLINK

Die internationale Jury überzeugt, die 20 Konkurrenten hinter sich gelassen und wichtige Innovationen im Bereich Mensch-Roboter-Kollaboration vorangetrieben: Das hat ein Forscherteam aus Italien geschafft. Mit ihrer Applikation ReTeLINK (Reciprocal Teleoperation of the LBR iiwa und an Interactive Exoskeleton) holten sich die Forscher des Biorobotik Instituts der Scuola Superiore Sant'Anna, Pisa, den ersten Platz beim KUKA Innovation Award 2015. 

Bei ReTeLINK handelt es sich um eine Applikation, in der eine Datenverbindung zwischen zwei nachgiebigen Roboterarmen aufgebaut wird: dem Arm des KUKA LBR iiwa und einem neu entwickelten Oberarm-Exoskelett (Schulter-Ellbogen). Damit bewegt der Mensch den Leichtbauroboter wie seinen eigenen Arm mithilfe des sensorgeführten Exoskeletts, durch das die Gelenkwinkel von Schulter und Ellbogen erkannt werden. Die Motoren des Exoskeletts geben die Kräfte wieder, die durch die Interaktion des LBR iiwa mit seiner Umwelt entstehen. Damit lassen sich Telepräsenz- und Reha-Anwendungen realisieren.

Mensch-Roboter-Kollaboration: Exoskelett kommuniziert mit dem LBR iiwa 

Das Gewinnerteam hat im Rahmen des Wettbewerbs zum Innovation Award 2015 eine verbesserte, natürlichere und intuitivere Art der Tele-Bedienung des Roboters geschaffen. ReTeLINK tut das, was herkömmliche haptische Vorrichtungen durch eine virtuelle Realität umsetzen. Jedoch verbindet die Applikation zusätzlich zwei physische Echtsysteme mit deren eigener Trägheit, Nachgiebigkeit und Impedanz. Daher nutzen beide Roboter – sowohl das Exoskelett als auch der LBR iiwa – von der Natur inspirierte Nachgiebigkeitsmerkmale für eine sichere Interaktion mit einer unstrukturierten Umgebung

Die beiden Roboter können sogar die Rollen tauschen, um zum Beispiel einen Menschen mit der Steuerung des LBR iiwa zu betrauen. Damit kann ein entferntes Objekt, welches das Exoskelett trägt, Bewegungen veranlassen. Diese neuartige Form der Mensch-Roboter-Kollaboration bietet großes Potenzial für die klinische Tele-Reha. Außerdem stellt ReTeLINK ein interessantes Werkzeug für fortschrittliche neuro-biomechanische Studien im Bereich menschlicher sensormotorischer Systeme dar.

KUKA Innovation Award 2015: das Gewinnerteam

Das Team des Innovation Awards 2015 rund um Dr. Marco Cempini, Mario Cortese und Matteo Moisè stammt vom Wearable Robotics Laboratory am Institutio di BioRobotica der Scuola Superiore Sant'Anna in Italien. Am Projekt ReTeLINK haben rund 15 Personen täglich gearbeitet – darunter Postdoktoranden, wissenschaftliche Assistenten, PhD-Studenten und ein Juniorprofessor.

Bei der Labortätigkeit und der Organisation übernahmen sie von Anfang an Schlüsselrollen. Sie sammelten wertvolles Fachwissen dank ihrer Fähigkeit zur Anpassung, ihrer Flexibilität und einer hervorragend strukturierten Aufgabenverteilung. Alle verfügen über eine solide Basis im Bereich Roboterentwicklung und arbeiten autonom und extrem schnell.

Neben dem KUKA Innovation Award 2015 untermauern zahlreiche Forschungsprojekte – sowohl EU-geförderte Projekte (CYBERLEGs, WAY, AIDE) als auch regionale Projekte (AMULOS, IUVO, Earlyrehab) – den Erfahrungsschatz des Gewinnerteams. Bei der Entwicklung der preisgekrönten Mensch-Roboter-Kollaboration ReTeLINK arbeitete das Team mit vielen verschiedenen Arten von tragbaren Robotervorrichtungen (Ober-/ Unterarm, Hand, Gehvorrichtung).

Das Team der Scuola Superiore Sant’Anna, Pisa, wurde auf der HMI 2015 von KUKA Chief Innovation Officer Bernd Liepert ausgezeichnet.
Das Gewinnerteam des Biorobotik Instituts der Scuola Superiore Sant'Anna in Pisa.

KUKA Innovation Award 2015: weitere Finalisten

Beim KUKA Innovation Award 2015 wurden weitere  interessante Projekte rund um die Mensch-Roboter-Kollaboration und den LBR iiwa präsentiert. Diese Projekte waren neben dem Gewinnerteam in der engeren Auswahl:

  • APPLE (Autonomous Picking and Palletizing): Das Projekt liefert Lösungen im Bereich Logistik. Dabei wurde ein mobiles Handhabungssystem entwickelt, mit welchem der LBR iiwa selbständig navigieren sowie Objekte aufnehmen und ablegen kann. Das Projektteam kommt vom Center for Applied Autonomous Sensor Systems (AASS) der Universtität Örebro in Schweden.
  • CATCH (Compliant Articulated Robot Catching): Das Projekt ermöglicht das sanfte Einfangen von unregelmäßig geformten Flugobjekten durch den KUKA LBR iiwa. Möglich wird dies durch eine Nachgiebigkeitssteuerung und einen 2-Phasen-Prozess. Durchgeführt wurde das Projekt von einem Forscherteam der Abteilung "Learning Algorithms and System Laboratory (LASA)" der EPFL Lausanne.
  • ROBOCUT (Robots Decrypt the Human History): Das Projekt dient der experimentellen Archäologie. Der KUKA LBR iiwa ist damit in der Lage, steinzeitliche Werkzeuge zu analysieren und deren prähistorische Verwendung zu erforschen. Das Team kommt vom Archäologischen Forschungszentrum und Museum in Neuwied MONREPOS sowie dem Agile and Dexterous Robotics Lab (ADRL) der ETH Zürich.

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