Naast de serieproductie is er in de industrie een trend naar individualisering van de producten. Een centrale rol bij de productie in batchgrootte 1 spelen naast de digitale netwerkkoppeling van hele installaties ook lerende systemen met kunstmatige intelligentie en robots, die hand in hand met de mens samenwerken. De BionicWorkplace verenigt al deze eisen in een toekomstgerichte werkomgeving.
Centraal element van de werkomgeving is de BionicCobot. De pneumatische lichtbouwrobot is qua anatomische opbouw aan de menselijke arm ontleend en voert - net zoals zijn biologische voorbeeld - vele taken met behulp van zijn flexibele en fijngevoelige bewegingen uit. Door zijn flexibiliteit en intuïtieve bediening kan de BionicCobot direct en veilig met de mens samenwerken. Daarbij ondersteunt hij de mens bij monotone werkzaamheden en voert handelingen uit die voor de mens gevaarlijk zijn.
In de BionicWorkplace werkt de bionische robotarm met talrijke hulpsystemen en randapparatuur samen die onderling verbonden zijn in een netwerk en met elkaar communiceren. Tegelijkertijd veranderen kunstmatige intelligentie en machine-learning-methoden de BionicWorkplace in een zelflerend en anticipatief systeem, dat zich continu zelf optimaliseert.
De gehele werkplek is ergonomisch vormgegeven en kan tot aan de verlichting toe individueel aan de mens worden aangepast. In het midden van het gezichtsveld van de medewerker is een groot projectievlak. Dit levert alle relevante informatie en reageert dynamisch met zijn inhoud op de betreffende eisen. Rondom het projectievlak zijn sensoren en camerasystemen aangebracht, die de posities van medewerker, componenten en gereedschappen continu registreren. Zo kan de mens direct met de BionicCobot samenwerken en hem met beweging, aanraking of spraaksturing.
Het systeem herkent de medewerker en zijn bewegingen aan speciale werkkleding. Deze zogenaamde wearables bestaan uit een bovenarmgedeelte, dat met inerte sensoren is uitgerust, en een werkhandschoen met geïntegreerde infraroodmarkers. Met behulp van de geregistreerde sensorgegevens kan de BionicCobot voorwerpen precies op de juiste plaats aan zijn menselijke collega geven en hem, indien nodig, ontwijken – een absolute voorwaarde voor de directe samenwerking tussen mens en robot.
De intelligente software verwerkt tegelijkertijd alle camerabeelden, positiegegevens en inputs van de verschillende randapparaten. Uit deze informatie wordt het optimale programmaverloop afgeleid. Vervolgens verdeelt het systeem de taken zinvol over de robots en de andere tools om de mens optimaal bij zijn werk te ondersteunen.
Het systeem wordt met iedere uitgevoerde handeling slimmer. Daarbij ontstaat een zogenaamde semantische kaart, die continu groeit. Langs de netwerkpaden trekken de opgeslagen algoritmen continu dynamische conclusies. Zo verandert een gestuurd, geprogrammeerd en vast verloop langzamerhand in een aanzienlijk vrijer werkproces.
Een andere element van het intuïtieve bedieningsconcept is de afstandsmanipulatie. Daarvoor registreert een 3D-stereocamera met een kijkhoek van 180° de gehele werkruimte. Tegelijkertijd draagt de medewerker, die zich buiten de werkruimte bevindt, naast de textiele wearables ook een virtual-reality-bril. Daarmee kan hij de camerabeelden in realtime oproepen en volgen. Zo kan de robot bij ruimtelijke scheiding of op veilige afstand worden aangestuurd.
Door zelflerende, intelligente werkomgevingen zoals de BionicWorkplace en het gebruik van multifunctionele tools wordt de samenwerking tussen mens en machine in de toekomst nog intuïtiever, eenvoudiger en efficiënter. Eenmaal geleerde kennismodules en nieuwe vaardigheden kunnen onbeperkt worden gedeeld en wereldwijd beschikbaar worden gesteld. Zo zouden werkomgevingen in de toekomst als wereldwijde netwerken kunnen fungeren.