Service-Robotik Zeitleiste der Robotik - uni-bremen.deroefer/kr02/02s.pdf · 2002. 10. 20. · Sicherheit (Safety) Sicherheit (Safety) Shared Control, Verlässlichkeit Shared Control,

Universität Bremen

Kognitive Robotik I

Service-Robotik

Thomas Röfer

Zeitleiste der RobotikDefinitionen

Asimov‘s „Robotergesetze“Anforderungen an Service-Roboter

Arten von Service-RoboternWirtschaftliche Bedeutung

Klassifikation der Anwendungen

BeispieleZukunft der Service-Robotik

Kognitive Robotik I – Service-Robotik 2

Universität Bremen

Zeitleiste der Robotik

Karel Čapek

1921

Prog.Arm

1954

Shakey

1968

100,000 Roboter

1984

Unimation

1961

Service-Roboter

1980

Isaac Asimov

1941


Universität Bremen

Asimov‘s „Robotergesetze“

� §1� Ein Roboter darf keinen Menschen verletzen oder

durch Unterlassen die Verletzung eines Menschen zulassen.

Sicherheit(Safety)

Sicherheit(Safety)

Shared Control,Verlässlichkeit

Shared Control,Verlässlichkeit

VerfügbarkeitVerfügbarkeit

� §2� Ein Roboter muss den Anweisungen von Menschen

gehorchen, außer sie stehen in Konflikt mit §1.

� §3� Ein Roboter muss seine eigene Existenz schützen,

außer dies steht im Konflikt zu §1 oder §2.


Universität Bremen

Service-Roboter – Definition I

�2Ser|vice [»≥Ÿ– ∂ Í ≥], der, auch: das; -, -s [... ∂ Í ≥ od. ... ∂ Í ≥Í ≥] «Pl. selten» [engl. service = Dienst, Bedienung < (a)frz. service < lat. servitium = Sklavendienst, zu: servire, servieren]

� Ro|bo|ter, der; -s, - [engl. robot (< tschech. robot, zu: robota, Robot); nach dem engl. Titel „Rossum's Universal Robots“ des 1920 erschienenen sozialutopischen Dramas des tschech. Schriftstellers K. Čapek (1890-1938)]: 1. (Technik) (der menschlichen Gestalt nachgebildeter) Automat mit beweglichen Gliedern, der bestimmte mechanische Tätigkeiten verrichtet; Maschinenmensch

DUDEN Deutsches Universalwörterbuch (1995)


Universität Bremen

Service-Roboter – Definition II

� Service-Roboter betanken Fahrzeuge, reparieren Atomkraftwerke, kümmern sich um Ältere, überwachen Museen, erforschen fremde Planeten oder reinigen Flugzeuge. Was also sind Service-Roboter?

� Service-Roboter bilden eine Zwischenstufe in der Evolution von Industrierobotern zu Persönlichen Robotern, die in 20 Jahren eine wichtige Rolle in unserem Leben spielen werden.

� Service-Roboter sind mobil, sie verändern ihre Umgebung, sie interagieren mit Menschen oder führen eigenständig Aufgaben aus, die das menschliche Dasein erleichtern.

IEEE und IPA-FhG Datenbank der Service-Robotik


Universität Bremen

Anforderungen an Service-Roboter

� Bedienbarkeit� Mensch-Maschine-Schnittstelle� Benutzbar von Laien

� Service auf hohem Niveau� Robust� Effizient

� Genau� Rentabel

� Zuverlässigkeit� Sicherheit� Verfügbarkeit

� Verlässlichkeit


Universität Bremen

Sicherheit in der Service-Robotik

Steigende Sicherheitsanforderung


Universität Bremen

Arten von Service-Robotern

� Bau� Bergbau� Büro� Entertainment � Feuerbekämpfung� Hobby / Freizeit� Hotel / Restaurant� Landwirtschaft� Marketing� Medizin

� Minenräumung� Pflege / Rehabilitation� Reinigung� Raumfahrt� Räumarbeiten / Reparatur� Tanken� Sortierung� Überwachung� Unterwasser

IEEE und IPA-FhG Datenbank der Service-Robotik


Universität Bremen

Reha

Unter-wasser

Über-wachung

Reinigung

Tanken

Medizin

Haushalt

500 1000 1500 2000 Stückzahlen

Wirtschaftliche Bedeutung

50+300

200+200

400+200

300+500

50+800

800+70002000+12500

Roboterbestand 1998

Prognose für 1999-2002

UN/ECE und IFR (1999)


Universität Bremen

Kategorien von Service-Robotern

Service-Roboter

Service-Roboter

Autonomes Ausführenherkömmlicher Aufgaben


ReinigungReinigung

TankenTanken

Autonomes Ausführen neuartiger Aufgaben


InspektionInspektion

EntertainmentEntertainment

Unterstützung bei neuartigen Aufgaben


RehabilitationRehabilitation

BetreuungBetreuung

Unterstützung bei herkömmlichen Aufgaben


MedizinMedizin

BüroBüro


Universität Bremen

Haushalt

� Anwendungsgebiete� Reinigungsaufgaben im Haus, außer Haus� Rasenmäher, „Staubsauger“

� Anforderungen� Sicher

� Einfach zu benutzen� Kostengünstig

� Nutzen� Automatisierung „unliebsamer“ Aufgaben

� Rationalisierung im kommerziellen Bereich

� Beispiele� Staubsauger (Kärcher AG)� Rasenmäher (Friendly Robots, Israel)


Universität Bremen

Tankroboter

� Anwendungsgebiete� Automatische Tankstelle

� Anforderungen� Robust und fehlertolerant� Präzise

� Nutzen� Zeitgewinn

� Gesundheitsrisiko reduziert� „Super, Ingo, nicht Diesel!“

� Beispiele� AutoFill (Schweden)


Universität Bremen

Straßenbau

� Anwendungsgebiete� Asphaltierung von Straßen� Vermessung, Markierungen

� Anforderungen� Schnell

� Umweltfreundlich� Kostengünstig

� Nutzen� Preiswerter Straßenbelag

hoher Qualität

� Beispiele� RoadRobot (EU-Projekt)


Universität Bremen

Reinigung

� Anwendungsgebiete� Bahnhöfe, Flughäfen,

Bürogebäude� Flugzeuge, Boot, etc.

� Anforderungen� Sicher� Robust

� Nutzen� Rationalisierung� Zeitersparnis

� Beispiele� ACROMATIC (Hako)� Fassaden-Kletterer (FhG-IFF)� Skywash SW33 (Putzmeister)


Universität Bremen


Service-Roboter

Service-Roboter



RasenmähenRasenmähen

TankenTanken








BetreuungBetreuung



MedizinMedizin

BüroBüro


Universität Bremen

Medizin

� Anwendungsgebiete� Operationsunterstützung� (Minimalinvasive) Chirurgie

� Anforderungen� Sicher� Präzise� „Fail-safe“ (!)

� Nutzen� Präzision bei Operationen� Ermöglichung neuer OPs� Weniger OP-Aufwand

� Beispiele� Surgical Robotics Lab (Charite, Berlin)


Universität Bremen

Bürogehilfen

� Anwendungsgebiete� Großraumbüro-Management� Gruppenarbeitskoordination� Führung, Raumsuche, Post etc.

� Anforderungen� Mensch-Maschine-

Interaktion� Flexibel, robust,

zuverlässig� Kartenorientiert

� Nutzen� Produktivitätssteigerung

� Beispiele� Jijo 2 (Japan)


Universität Bremen


Service-Roboter

Service-Roboter




TankenTanken








BetreuungBetreuung



MedizinMedizin

BüroBüro


Universität Bremen

Überwachung und Inspektion

� Anwendungsgebiete� Inspektion von Kanalsystemen� Überwachung von Gebäuden

� Anforderungen� Robust� Sicher

� Nutzen� Inspektion von bisher unerreichbaren

Rohren� Rationalisierung

� Beispiele� MAKRO (AiS-GMD)� CyberGuard (Cybermotion, Frankreich)


Universität Bremen

Entertainment

� Anwendungsgebiete� Shows� Museen

� Freizeitparks

� Anforderungen� Sicher� Robust

� Nutzen� Neue Möglichkeiten der Unterhaltung

� Beispiel� EXPO Themenpark „Mobilität“ (ZKM / IML-FhG)


Universität Bremen


Service-Roboter

Service-Roboter




TankenTanken








BetreuungBetreuung



MedizinMedizin

BüroBüro


Universität Bremen

Rehabilitationsroboter

� Anwendungsgebiete� Ältere, kranke und behinderte

Menschen� (Klinische) Rehabilitation

� Anforderungen� Zuverlässig und sicher� Einfach zu bedienen� Individuell anpassbar

� Nutzen� Steigerung der Mobilität, der

Selbstständigkeit und damitder Lebensqualität

� Beispiele� INSERVUM-Projekt (Ulm)� Rolland (Bremen)


Universität Bremen

Rehabilitationsroboter

� Anwendungsgebiete� Ältere, kranke und behinderte

Menschen� (Klinische) Rehabilitation

� Anforderungen� Zuverlässig und sicher� Einfach zu bedienen� Individuell anpassbar

� Nutzen� Steigerung der Mobilität, der

Selbstständigkeit und damitder Lebensqualität

� Beispiele� INSERVUM-Projekt (Ulm)� Rolland (Bremen)


Universität Bremen

Betreuungsroboter

� Anwendungsgebiete� Häusliche Pflege älterer Menschen

� Anforderungen� Zuverlässig

� Kostengünstig

� Nutzen� Intelligentes Erinnern

� Telepräsenz von Pflegepersonal

� Erfassung von (medizinischen) Daten

� Mobile Alltagshilfe

� Beispiele� NurseBot (CMU + Pittsburgh, USA)

� Care-O-bot (FIPA,Deutschland)


Universität Bremen

Humanoide Roboter

� Anwendungsgebiete� Verschiedene Dienste in men-

schengerechten Umgebungen� Anforderungen� Sicherer Gang, flexibler Stand� Treppen steigen� Robust gegen Unebenheiten

� Nutzen� Grundlagenforschung� Werbung

� Beispiele� Honda P3 (Japan)


Universität Bremen

Humanoide Roboter – Asimo


Universität Bremen

Humanoide Roboter – SDR-3X


Universität Bremen

Humanoide Roboter – SDR-4X


Universität Bremen

Zukunft der Service-Robotik

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