人机协作——发展于萨克森–安哈特州的未来景象

Sonja Schmicker工程博士:“如果不应用,再好的技术也没用。”

说到数字化和工业4.0,人们经常会产生一个印象:只有技术是关键。“数字商”不断发展。创新的技术、机器和机器人承担了越来越复杂的任务。但即便是最激动人心的未来场景也不能完全没有人,萨克森–安哈特州的最新项目和研究以令人印象深刻的方式展示了这一点。

未来工作世界:五十年的研究工作

工作世界将如何变化?如何能够对其进行布局?马格德堡大学的学者和学生已经对此研究了五十多年。1965年在马格德堡大学劳动科学、工厂自动化和工厂运营系(IAF)设立的劳动科学和劳动设计教研室现在受到了前所未有的青睐。“数字化涉及社会社交的各个领域。”该专业负责人、工程博士Sonja Schmicker说。“高速变化和日益复杂化的劳动过程,使得研究和实践都面临巨大挑战。”据Schmicker认为,这意味着对新技术的接受度要高于以往任何时候,才能克服人和机器人之间的鸿沟。“如果不应用,再好的技术也没用。”

对此进行研究的还有futureTEX*——一个从一开始就将人放在关键位置的科研项目。这个“二十20伙伴关系”项目的目标是在德国发展可持续的纺织业,重点关注需要特殊专门技术的智能纺织品。劳动科学、工厂自动化和工厂运营系方面对未来劳动过程的要求进行了分析,并开发了新的工作系统,补充以帮助学习的智能设备。

2017年该教研室建成了孵化器ego.-INKUBATOR*“AWI-LAB”,这是一个促进“创新工作世界4.0”主题范围内创业项目的劳动科学实验室,旨在创建以创业为导向的劳动科学基础设施。有意创业的大学生和毕业生,无论学习的是哪个专业,都能在策划和实际试验其创业想法时获得该教研室专家的积极支持。同时,他们主要为萨克森–安哈特州州政府确定的“能源、机械和装备制造”以及“卫生健康和医疗”两大领先市场设计数字化工作系统。

跨学科项目ArdiAS*则关注健康、灵活的技术服务工作,其项目承担方为马格德堡大学附属机构METOP有限公司。通过不限制触觉能力的数字辅助系统,为风能设施的服务人员开发了减轻生理和心理负担的设计解决方案。

人机协作:安全地走向成功

马格德堡的弗劳恩霍夫工厂运行和自动化研究所IFF是全世界领先的辅助机器人技术研究所——这是工业4.0的主要学科之一。要使辅助机器人得到使用和接受,一个根本问题是安全性。“比如我们在开发新的感知方法,用于识别机器人周围的人。”机器人系统业务部的负责人Norbert Elkmann教授如是说。“这样,我们就能确保在人机协作中不会对人类产生任何危险。”

去年年底,这里完成了一项世界首创的全面的受试者研究*,首次研究了人和机器人触碰的负担极限。借助专门的试验装置,从数千次出现疼痛及伤害的试验中测算出一个数值表,这对于未来将要进行的标准化十分有价值。此外,对于具有接触情况的复杂生产流程,数据构成了可靠模拟这些流程的基础。

FourByThree*和SAPARO*等项目也在帮助让机器人的使用更加安全。FourByThree项目进一步发展并实施了对人机协作工作岗位的光学劳动空间监视,目前正在与一家著名工业企业共同进行产品开发。在SAPARO项目中,采用了压力敏感的触感地板,以保证与可在空间中自由活动的自主型机器人协作的安全性。

不久将启动一个大型项目,萨克森–哈特州也参与其中:鲁尔区的埃姆舍河污水管道*。长达400公里以上的埃姆舍河污水管道是欧洲目前最大的水利工程,将于2018年部分投入使用。而为了对超过76公里的总管道进行自动化管道检修,弗劳恩霍夫工厂运行和自动化研究所的机器人系统业务部开发了新一代自主型检修清洁机器人,可在不中断运行的情况下完成管道的检修清洁工作。

服务机器人、辅助机器人和不可替代的人类能力

机器人的可能用途几乎不可估量。除了已经在危险、脏污或单调的劳动领域得到应用,中期还将把智能辅助机器人应用到缺乏专业人才的地方,例如在护理行业中。“人类的独一无二在于其灵活性以及与经验知识相关的认知及感知运动能力,这些无法简单地移植到技术中,”Elkmann教授说,“不过机器人技术还在继续发展,会在许多方面减轻负担,带来安全和(生活)质量。”

马格德堡大学劳动科学、工厂自动化和工厂运营系致力于探索人和技术一体化的方法。“鉴于数字化带来的挑战,劳动科学对于第四次工业革命不可或缺。”Schmicker博士说。

*项目伙伴和资助机构:

futureTEX:由德国联邦教育和研究部资助
ego.INKUBATOR:由萨克森-安哈特州州政府和EFRE资助
ArdiAS:由联邦教研部(BMBF)和欧洲科学基金会(ESF)资助
受试者研究:受库卡股份公司、戴姆勒股份公司、木业和金属同业者合作社BGHM和德国法定意外事故保险机构DGUV委托;由马格德堡大学医院的医生全程协助
FourbyThree/SAPARO:由欧盟资助
埃姆舍河污水管道:在系统建造时有马格德堡的Rusche Zubringetechnik公司、叙尔策塔尔(Sülzetal)的H&B OMEGA欧洲有限公司等参与。

作者:Miriam Fuchs