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Reich mir mal die Schraube, Blecheimer!

05.08.2022
Das sächsische Konsortium „Smarthi“ will Robotern den Weg in Handwerk und Kleinbetriebe ebnen.

Von Heiko Weckbrodt

Roboter galten lange als Domäne von Automobilwerken. Doch mehr und mehr diffundieren die künstlichen Helfer in die gesamte Gesellschaft hinein, sei es nun als nimmermüde Staubsaugteufel, als Operationsroboter für Chirurgen oder fliegende Augen in der Landwirtschaft. Um diesen Modernisierungsprozess auch im Handwerk zu forcieren, tun sich Institute und Hightech-Unternehmen aus Sachsen zusammen. Für das Verbundprojekt „Smarte Robotik für Handwerk und Industrie“, kurz „Smarthi“, bemühen sie sich derzeit um 45 Millionen Euro Fördergelder vom Bundesforschungsministerium. Das Konsortium hat es ins Finale der Initiative „Clusters4Future“ geschafft. Mit einer Entscheidung in Berlin rechnen die Projektpartner im Herbst, denn Projektstart soll im Januar 2023 sein.

Starke Partner
Als wissenschaftliche Partner sind die Technischen Universitäten Dresden und Chemnitz, das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) sowie die Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Dresden an Bord, außerdem rund 30 Unternehmen und Wirtschaftsorganisationen. „Gemeinsam wollen wir ein weltweit einzigartiges Cluster schaffen, das nachhaltige Wertschöpfung hier in der Region sichert“, betont Frank Peters vom Lehrstuhl für „Robotik und Mensch-Technik-Interaktion“ der TU Chemnitz. Die Partner gehen davon, dass Smarthi auch für viele neue Jobs in Sachsen sorgen könnte: durch Ausgründungen, Neuansiedlungen und eine bessere Wettbewerbsfähigkeit der existierenden Unternehmen.
Treiber für den „Smarthi“-Verbund sind zwei Ideen. Erstens: „Die Zukunft der Arbeit gehört hybriden Teams aus Menschen und Robotern“, erklärt HTW-Professor Dirk Reichelt eines der Grundkonzepte. „In diesen soziotechnischen Systemen fügen sich Teams aus Mensch und Maschine ad hoc zusammen und lösen sich auch wieder voneinander.“ Zweitens wollen die Smarthi-Partner eine besonders flexible und effiziente Produktionsweise etablieren. Dazu gehören „per Knopfdruck“ umrüstbare Robotersysteme, die binnen Kurzem nahezu jedes Produkt herstellen können. „Im industriellen Kontext wird an der Vision Stückzahl 1 in der Serie gearbeitet, hier spielen Roboter eine entscheidende Rolle. Gleichzeitig gewinnt das Remanufacturing immer mehr an Bedeutung“, unterstreicht IWU-Leiter Steffen Ihlenfeldt. „Gemein sind beiden Anwendungen die Notwendigkeit, auf die kognitiven Fähigkeiten des Menschen zu bauen und synergetisch zu kooperieren.“ Diese Konzepte könnten gen Asien verlagerte Wertschöpfung nach Europa zurückholen und für resiliente Zuliefernetze sorgen – als Antwort auf die schweren globalen Lieferketten-Störungen. Damit sich Roboter aber derart breit in die ganze Gesellschaft integrieren, müssen sie viel einfacher zu bedienen sein. Dabei stehen nicht nur Datenbrillen und sensorgespickte „Vormach“-Systeme à la „Wandelbots“ zur Debatte. Die Smarthi-Ingenieure
wollen auch austesten, ob und mit welcher Genauigkeit sich Roboter per Gedankenkontrolle unterrichten und steuern lassen. All dies zielt auf eine ehrgeizige Zukunftsvision: In Anlehnung an den Wunsch von Facebook-Gründer Marc Zuckerberg, Mensch und Maschine, reale und virtuelle Welten in einem „Metaversum“ zu verschmelzen, möchten die Smarthi-Partner ein eigenes „Metaversum der Roboter und Handwerker“ erschaffen . „Dort wird der Tischler und der Bäcker ebenso zu Hause sein wie der Industrieanwender aus dem Mittelstand“, skizziert Frank Fitzek vom Telekom-Lehrstuhl für Kommunikationsnetze der TU Dresden diese hybride Welt. „Der Roboter geht dem Handwerker zur Hand, verstärkt dessen Fähigkeiten und passt sich schnell an, wenn er in einer anderen Werkstatt eingesetzt wird.“

Ähnliche Produkte und unterschiedliche Hallen
Dass sich die Projektpartner stark auf besonders flexible Robotersysteme fokussieren, hat gute Gründe: Bisher lohnen sich Roboter vor allem für Fabriken, die massenhaft immer wieder das gleiche oder ähnliche Produkte herstellen wie etwa Autos. Im Handwerk hingegen und in vielen kleinen und mittelständischen Industriebetrieben unterscheiden sich Werkhallen, Werkstätten, Produkt-Lose und Arbeitsschritte teils drastisch. Zudem gibt es dort oft nicht genug Platz, um Mensch, Maschine und Roboter durch Schutzzäune zu trennen. Und nicht zuletzt scheuen viele Unternehmer die hohen Anschaffungs- und Schulungskosten für komplexe Robotiklösungen, wenn Menschen dieselbe Arbeit doch clever und selbstständig zu oft geringeren Kosten erledigen können.
Von daher bedarf es einer neuen Generation von Robotern, die sich flexibel in neuen Arbeitsumgebungen zurechtfinden, sich rasch und ohne Programmierkenntnisse anlernen lassen und auf kleinstem Raum mit Menschen zusammenarbeiten, ohne sie zu verletzen.
In der Tischlerei der Zukunft könnten beispielsweise fest installierte Roboter stehen, denen mobile Roboterhunde zur Seite stehen. Der Tischler selbst trägt eine AR-Brille. Mit einem Blinzeln befiehlt er dem Roboterhund, dem Standroboter eine Fräse, einen Bohrer oder gar einen kompletten neuen Fünf-Achs-Arm anzuschrauben, damit der dann am gewünschten Tisch oder Stuhl weiterarbeiten kann. Der Handwerker steuert mit seinen Handbewegungen und Augenbefehlen an der AR-Brille direkt die Bewegungen des neu gerüsteten Roboterarms, der ihm gewissermaßen wie eine stählerne Erweiterung des eigenen Körpers die Kraft gibt, selbst zentnerschwere Werkzeuge wie grazile Skalpelle zu führen.
Vieles mag uns trivial erscheinen, denn Menschen beherrschen all diese komplexen und flexiblen Arbeitsweisen mühelos. Doch für heutige Roboter sind dafür noch einige Evolutionssprünge nötig. 
 

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