Yaskawa: Roboter für die Forschung ETH Lausanne forscht mit aktueller Technologie

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Das Reconfigurable Robotics Lab (RRL) der ETH Lausanne (EPFL) forscht zur zukünftigen Automatisierung. Die Spezialisten entwickeln insbesondere richtungsweisende Robotersysteme. Jetzt können sie dafür einen Roboter HC10 von Yaskawa nutzen.

Soft- und Origami-Roboter könnten alsbald die industrielle Automation prägen. Sie bestehen aus drei- oder mehreckigen Modulen, die zu unterschiedlichen Formen zusammengesetzt werden. Diese Roboter bewegen sich dann in allen Raumrichtungen. Dazu erläutert Alexander Schüssler, Doktorand am Reconfigurable Robotics Lab (RRL) der ETH Lausanne (EPFL): «Unsere Roboter sind inspiriert von der japanischen Kunst des Papierfaltens. Deshalb nennen wir sie rekonfigurierbare Origami-Roboter.»

Interaktiv und rekonfigurierbar

Die Forscher in Lausanne widmen sich der Erfindung interaktiver Robotersysteme mit bisher ungenutzten Fertigungstechniken und Integrationsprozessen. Damit beabsichtigen sie, die Grenzen mechanischer Eigenschaften zu erweitern. So sollen Roboter künftig weich, rekonfigurierbar und interaktiv ausgebildet sein. Sie werden sich der Umwelt anpassen. Eingesetzt werden sie mobil, in der Medizin, beispielsweise auch in der Rehabilitation und als persönliche Begleiter.

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Wahlweise Cobot oder Roboter

Das RRL an der ETH Lausanne gibt es seit 12 Jahren. Das Team besteht aus Fachkräften aus unterschiedlichen Disziplinen. Für ihre Forschungen können die Spezialisten auf ein breites Spektrum an Werkzeugen und Ausrüstung zugreifen. Ein Industrie-Roboter fehlte dem Lab jedoch bisher. «Für ein Robotics-Labor klingt das schon ein bisschen ungewöhnlich», bestätigt Alexander Schüssler. Deshalb suchte man nach einem geeigneten Roboter, dessen Bauart, Form, Geometrie und Kinematik sich in der industriellen Praxis bewährt hat.

Besonders genaues und hochqualitatives Arbeiten waren wesentliche Kriterien, die bei der Auswahl zum Tragen kamen. Durch den Einsatz des mechanischen «wissenschaftlichen Mitarbeiters» bei Experimenten werden die Ergebnisse wiederhol- und nachvollziehbar und die Daten besser belastbar. Seit dem 28. Mai 2024 unterstützt ein Cobot HC10 von Yaskawa das Team in Lausanne. Der 6-Achs-Roboter trägt bis 10 kg schwere Lasten. Er kann bis 1379 mm (effektiv 1200 mm) weit reichen. Als Cobot, also kollaborativer Roboter, eignet er sich, ohne Schutzzaun sicher in Kooperation mit Menschen zu arbeiten. Je nach Forderung kann der Cobot aber auch als hochwertiger Industrieroboter mit sicher überwachtem Betrieb und voller Leistung und Geschwindigkeit eingesetzt werden.

Genau und schnell

«Die Präzision des Industrieroboters ist beeindruckend», sagt Alexander Schüssler. «Wir sind Forscher und deshalb gewohnt, dass unsere Roboter voller Herausforderungen sind – normalerweise sind wir damit beschäftigt, Probleme zu lösen und Fehlfunktionen in den Griff zu bekommen. Beim HC10 ist das ganz anders. Schon die Installation war sehr einfach. Jetzt können wir ihn einfach einschalten, und er führt alle Bewegungen mit höchster Präzision und Qualität durch.» Genutzt wird der Roboter derzeit, um Kräfte zu messen und um Daten über das Verhalten der rekonfigurierbaren Roboter bei schnellen Bewegungen zu sammeln. «Präzision und Geschwindigkeit waren für uns ganz wesentliche Anforderungen, und diese fanden wir nur bei Yaskawa erfüllt. Der Schweizer Yaskawa-­Partner SwissDrives AG hat uns zudem hervorragend beraten und ist uns auch bei der technischen Abwicklung zur Seite gestanden», erklärt Alexander Schüssler.

Verbinden über offene Plattform

Die Forscher verbinden den Controller des Cobots und den Controller ihrer rekonfigurierbaren Roboter über das Robot Operating System ROS 2. Letzteres ist eine flexible und modulare Open-Source-Softwareplattform, die von Yaskawa unterstützt wird. Weitere Sensoren können an das offene Softwaresystem angeschlossen werden, beispielsweise zum Messen von Druck oder zum Erkennen infraroter Strahlen (Wärme). «So können wir zum Beispiel Daten zu Mensch-Roboter-Interaktionen erheben, selbst wenn sich nicht beide am gleichen Ort befinden – sogenannte remote human interaction», erklärt Alexander Schüssler.

Forscher sehen in die Zukunft

Auch Prof. Jamie Paik, ausserordentliche Professorin am RRL, freut sich über ihren neuen wissenschaftlichen Mitarbeiter. Durch ihn erhalten die Forscher bei ihren Versuchen nicht nur viel mehr Daten, sondern diese sind auch genauer. «In der Forschung sind die Reproduzierbarkeit, Wiederholung und Konsistenz sehr wichtig, um wissenschaftlich zu arbeiten», erklärt Jamie Paik. Und sie wagt einen Blick nach vorn. «Der Cobot ermöglicht uns heute neuartige Experimente – in Zukunft eröffnet er uns aber vielleicht auch Möglichkeiten und Experimentierfelder, an die wir heute noch gar nicht denken», meint sie zuversichtlich.

(kmu)

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