KoRA – Kompetenzentwicklung zur Gestaltung von Mensch-Roboter-Kollaboration unter Anwendung eines Mixed-Reality-basierten Lehr-Lernkonzeptes

Im Projekt KoRA wird ein Lehr-Lernkonzept gestaltet, welches zur Entwicklung und Förderung von Kompetenzen im Bereich der Kollaborativen Robotik und der Gestaltung von Mensch-Roboter-Kollaboration in der beruflichen Aus- und Weiterbildung dient. Dies wird mit einer Mixed-Reality-Lernsoftware umgesetzt, in der komplexe Montageprobleme in Form von Lern- und Arbeitsaufgaben gelöst werden. Im Kontext der Entwicklung wird parallel das notwendige haptische Feedback für die Zielgruppen untersucht. Durch den Transfer in die virtuelle Realität ist der Arbeitsprozess losgelöst vom realen betrieblichen Ablauf erfahr- und gestaltbar. Somit ist ein projektförmiges und handlungsorientiertes Lernen möglich.

Im Zuge der zunehmenden Automatisierung und Individualisierung von Produkten spielen sogenannte kollaborative Roboter (Kobots) eine immer größere Rolle, die insbesondere die Wettbewerbsfähigkeit von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) in Deutschland stärken können. Bisherige Industrieroboter sind aufgrund der hohen Anschaffungskosten bei tendenziell geringen Losgrößen und einer hohen Anzahl an Produktvarianzen aus ökonomischer Sicht nicht rentabel. Dagegen sind kollaborative Roboter flexibler Einsetzbar und bieten somit die Möglichkeit, Arbeitsprozesse oder -schritte in größerem Maß wirtschaftlich zu automatisieren.

Das Projekt KoRA zielt darauf ab, die Beschäftigten im Rahmen der Aus- und Weiterbildung auf die Veränderungen der Aufgaben- und Tätigkeitsspektren durch den Einsatz von kollaborativen Robotern am Beispiel der Montagetechnik vorzubereiten und notwendige Kompetenzen zu entwickeln. Hierbei werden drei zentrale Anforderungsbereiche adressiert. Der erste Bereich bezieht sich auf die Erkennung und Vermeidung von Gefahren in Zusammenarbeit mit kollaborativen Robotern. Der zweite Bereich beinhaltet die Gestaltung der Mensch-Maschine-Interaktion. Als dritter Bereich ist die Erkennung von Optimierungspotential im Montageprozess zu berücksichtigen. Das Lernen im realen Arbeitsumfeld ist jedoch i. d. R. nicht möglich, da der reguläre Prozessablauf dadurch gestört oder gar gestoppt werden müsste und eine unsachgemäße Bedienung hohe Kosten verursachen oder zu gefährlichen Situationen führen kann. Deshalb ist die Auslagerung in eine virtuelle Realität sinnvoll. Deshalb wird im Rahmen von KoRA eine Mixed-Reality-Lernsoftware entwickelt, die die Lösung von komplexen Montageproblemstellungen in Form von Lern- und Arbeitsaufgaben in einer realitätsnahen virtuellen Umgebung ermöglicht.