Service-Robotik. Thomas Röfer

Service-Robotik Thomas Röfer Zeitleiste der Robotik Definitionen Asimov s Robotergesetze Anforderungen an Service-Roboter Arten von Service-Robotern Wirtschaftliche Bedeutung Klassifikation der Anwendungen Beispiele Zukunft der Service-Robotik Kognitive Robotik I

Zeitleiste der Robotik 1921 1941 1954 1961 1968 1980 1984 Karel Čapek Isaac Asimov Prog.Arm Unimation 100,000 Roboter Shakey Service-Roboter Kognitive Robotik I Service-Robotik 2

Asimov s Robotergesetze 1 2 3 Ein Roboter darf keinen Menschen verletzen oder durch Unterlassen die Verletzung eines Menschen zulassen. Ein Roboter muss den Anweisungen von Menschen gehorchen, außer sie stehen in Konflikt mit 1. Ein Roboter muss seine eigene Existenz schützen, außer dies steht im Konflikt zu 1 oder 2. Sicherheit (Safety) Shared Control, Verlässlichkeit Verfügbarkeit Kognitive Robotik I Service-Robotik 3

Service-Roboter Definition I 2 Ser 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) Kognitive Robotik I Service-Robotik 4

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 Kognitive Robotik I Service-Robotik 5

Anforderungen an Service-Roboter Bedienbarkeit Mensch-Maschine-Schnittstelle Benutzbar von Laien Service auf hohem Niveau Robust Effizient Genau Rentabel Zuverlässigkeit Sicherheit Verfügbarkeit Verlässlichkeit Kognitive Robotik I Service-Robotik 6

Sicherheit in der Service-Robotik Steigende Sicherheitsanforderung Kognitive Robotik I Service-Robotik 7

Arten von Service-Robotern Bau Minenräumung Bergbau Pflege / Rehabilitation Büro Reinigung Entertainment Raumfahrt Feuerbekämpfung Räumarbeiten / Reparatur Hobby / Freizeit Tanken Hotel / Restaurant Sortierung Landwirtschaft Überwachung Marketing Unterwasser Medizin IEEE und IPA-FhG Datenbank der Service-Robotik Kognitive Robotik I Service-Robotik 8

Wirtschaftliche Bedeutung Unterwasser Überwachung Reha Reinigung Tanken 50+300 200+200 400+200 300+500 50+800 Roboterbestand 1998 Prognose für 1999-2002 Medizin 800+7000 2000+12500 Haushalt 500 1000 1500 2000 Stückzahlen Kognitive Robotik I Service-Robotik 9 UN/ECE und IFR (1999)

Kategorien von Service-Robotern Autonomes Ausführen herkömmlicher Aufgaben Reinigung Tanken Service- Roboter Unterstützung bei bei herkömmlichen Aufgaben Autonomes Ausführen neuartiger Aufgaben Unterstützung bei bei neuartigen Aufgaben Medizin Büro Inspektion Entertainment Rehabilitation Betreuung Kognitive Robotik I Service-Robotik 10

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) Kognitive Robotik I Service-Robotik 11

Tankroboter Anwendungsgebiete Automatische Tankstelle Anforderungen Robust und fehlertolerant Präzise Nutzen Zeitgewinn Gesundheitsrisiko reduziert Super, Ingo, nicht Diesel! Beispiele AutoFill (Schweden) Kognitive Robotik I Service-Robotik 12

Straßenbau Anwendungsgebiete Asphaltierung von Straßen Vermessung, Markierungen Anforderungen Schnell Umweltfreundlich Kostengünstig Nutzen Preiswerter Straßenbelag hoher Qualität Beispiele RoadRobot (EU-Projekt) Kognitive Robotik I Service-Robotik 13

Reinigung Anwendungsgebiete Bahnhöfe, Flughäfen, Bürogebäude Flugzeuge, Boot, etc. Anforderungen Sicher Robust Nutzen Rationalisierung Zeitersparnis Beispiele ACROMATIC (Hako) Fassaden-Kletterer (FhG-IFF) Skywash SW33 (Putzmeister) Kognitive Robotik I Service-Robotik 14

Kategorien von Service-Robotern Autonomes Ausführen herkömmlicher Aufgaben Rasenmähen Tanken Service- Roboter Unterstützung bei bei herkömmlichen Aufgaben Autonomes Ausführen neuartiger Aufgaben Unterstützung bei bei neuartigen Aufgaben Medizin Büro Inspektion Entertainment Rehabilitation Betreuung Kognitive Robotik I Service-Robotik 15

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) Kognitive Robotik I Service-Robotik 16

Bürogehilfen Anwendungsgebiete Großraumbüro-Management Gruppenarbeitskoordination Führung, Raumsuche, Post etc. Anforderungen Mensch-Maschine- Interaktion Flexibel, robust, zuverlässig Kartenorientiert Nutzen Produktivitätssteigerung Beispiele Jijo 2 (Japan) Kognitive Robotik I Service-Robotik 17

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) Kognitive Robotik I Service-Robotik 19

Entertainment Anwendungsgebiete Shows Museen Freizeitparks Anforderungen Sicher Robust Nutzen Neue Möglichkeiten der Unterhaltung Beispiel EXPO Themenpark Mobilität (ZKM / IML-FhG) Kognitive Robotik I Service-Robotik 20

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 damit der Lebensqualität Beispiele INSERVUM-Projekt (Ulm) Rolland (Bremen) Kognitive Robotik I Service-Robotik 22

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 damit der Lebensqualität Beispiele INSERVUM-Projekt (Ulm) Rolland (Bremen) Kognitive Robotik I Service-Robotik 23

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) Kognitive Robotik I Service-Robotik 24

Humanoide Roboter Anwendungsgebiete Verschiedene Dienste in menschengerechten Umgebungen Anforderungen Sicherer Gang, flexibler Stand Treppen steigen Robust gegen Unebenheiten Nutzen Grundlagenforschung Werbung Beispiele Honda P3 (Japan) Kognitive Robotik I Service-Robotik 25

Humanoide Roboter Asimo Kognitive Robotik I Service-Robotik 26

Humanoide Roboter SDR-3X Kognitive Robotik I Service-Robotik 27

Humanoide Roboter SDR-4X Kognitive Robotik I Service-Robotik 28

Zukunft der Service-Robotik? Kognitive Robotik I Service-Robotik 29