Handling of man-made Objects using automated Positioning, Planning and Enhanced Reasoning methods

Viele Tätigkeiten in Produktions- und Transportprozessen werden in Zukunft von autonomen Systemen ausgeführt. Der Bedarf an Automatisierung ist dabei nicht nur vom Willen getrieben, die Kosten- und Arbeitseffizienz zu steigern, sondern beruht auch auf dem gesellschaftlichen Wandel, in dem Berufe mit vorwiegend einfachen, monotonen Tätigkeiten immer mehr an Attraktivität verlieren. Der daraus resultierende Mangel an Arbeitskräften stellt eine Belastung für weitere notwendige Entwicklungen in der Wirtschaft und der Industrie dar. Die Übertragung menschlicher Tätigkeiten in automatisierte Arbeitsprozesse ist von vielen Herausforderungen gekennzeichnet. Analog zu geschulten Facharbeitern bedürfen bestimmte Arbeitsaufgaben einer ausgeprägten Hand-Augen-Koordination und einem gleichzeitigen Bewusstsein für das Umfeld. Die maschinengestützte Handhabung von Waren ist ein solches Szenario, in dem genaue räumliche Positionierung und Planung von Bewegungen immer wieder notwendig sind.
In diesem Projekt soll ein breites Feld an Tätigkeiten automatisiert werden: das Be- und Entladen in verschiedenen angewandten Aufgabengebieten. Um komplexe Operationen zwischen mehreren großen Maschinen/Objekten durchzuführen, erfordert das Erreichen der Zentimetergenauigkeit eine eindeutige Abstraktion der umgebenden Szene und ihrer Beziehungen. Die dabei entstehende technologische Antwort auf die aufgabenspezifischen Herausforderungen basiert auf einer Reihe sich ergänzender Repräsentationen und einer optimalen Pfad- und Bewegungsplanung mit nichtlinearen Einschränkungen.
Im Prozess von sensorischer Erfassung bis zum Reagieren und Steuern finden sich folgende Forschungsschwerpunkte: Verständnis der Szene und ihrer Beziehungen, robuste Posenschätzung und -verfolgung, Simulation und Datensynthese, um die Sensorplatzierung zu optimieren und den Datenbedarf moderner Lerntechniken zu decken.
HOPPER bietet in mehrfacher Hinsicht spannende Perspektiven: die Realisierung der geplanten automatisierten Arbeitsaufgabe hat weitreichende Auswirkungen, da die spezifischen Anwendungsfälle des Projekts auf ein breites Spektrum von Arbeitsprozessen mit komplexer Interaktion und Objektmanipulation abgebildet werden können. Darüber hinaus ist die Aufstellung der Projektpartner sehr komplementär, da sie die gesamte Bandbreite von Technologiekonzepten, Sensorik und -steuerung bis hin zur Technologie-Validierung am Einsatzort abdeckt.
Das Projektergebnis soll ein umkonfigurierbares und erweiterbares Funktionsmodul sein, das in der Lage ist, in Außenbereichen in verschiedenen Größenordnungen (zB Paletten-Beladung, automatisierter Kran) zu arbeiten.

Forschungsthemen
Automatisierte Systeme, Machine Learning, Logistik, Robuste Steuerung, Bewegungsplanung, Sensorfusion

Zeitraum
10/2019 - 9/2021

Projektleiter FHOÖ

• FH-Prof. DI (FH) Dr. techn. Roman Froschauer
• DI (FH) Raimund Edlinger MSc

Website
https://projekte.ffg.at/

Förderung
Das Projekt HOPPER (FFG #873987) wird von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG im Rahmen von "IKT der Zukunft" gefördert.

Partner
AIT Austrian Institute of Technology GmbH (Gesamt-Koordination)
Industrie-Logistik-Linz GmbH
SCHENKER & CO AG
FH OÖ Forschungs & Entwicklungs GmbH
Palfinger Europe GmbH