Neues Forschungszentrum für die Social Networked Industry

Hollywood in Dortmund

Pressemitteilung / 12.9.2017

Auf dem »Zukunftskongress Logistik – 35. Dortmunder Gespräche« öffneten das Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML und die Technische Universität Dortmund am 12. September 2017 ihre Pforten, um den Teilnehmern die erste von zwei neuen Forschungs-hallen des »Innovationslabor Hybride Dienstleistungen in der Logistik« zu präsentieren – und boten damit einen ersten Einblick in die Social Networked Industry der Zukunft. Autonome Fahrzeuge, Laserprojektionen, Drohnenschwärme und die Erfassung von Bewegungsdaten durch Europas größtes Motion-Capturing-System à la Hollywood machen die Einrichtung zu einem einzigartigen Experimentierfeld für die logistische Grundlagenforschung.

© Foto Fraunhofer IML
© Foto Fraunhofer IML

Im Fokus der 570 m2 großen Halle, die am 7. September bereits Bundesforschungsministerin Johanna Wanka nach Dortmund lockte, liegt die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine in der Social Networked Industry: Smart Devices, Datenbrillen, Tablets und cyberphysische Systeme wie intelligente Regale, Container oder Fahrzeuge gilt es so zu gestalten, dass der Arbeitsplatz der Zukunft so einfach und ergonomisch wie möglich ist. Darum kommt im Zentrum eine Vielzahl autonomer und vernetzter Akteure zum Einsatz, um gemeinsam intralogistische Dienstleistungen zu erbringen. Die zentrale wissenschaftliche Fragestellung, die dabei im Vordergrund steht: Wie lassen sich die ureigenen Fähigkeiten von Mitarbeitern wie Intelligenz, Kreativität oder Motorik bestmöglich mit den Fähigkeiten technischer Assistenzsysteme vereinen?

Ziel ist eine soziotechnische Weiterentwicklung von Innovationen und deren nachhaltiges Einbetten in die deutsche Arbeitswelt in Logistik und Produktion. Damit leisten die Partner einen wichtigen Beitrag zur Debatte um die verantwortliche Digitalisierung menschlicher Arbeit und schaffen gleichzeitig die wissenschaftlichen Grundlagen für eine neue Generation der Mensch-Maschine-Schnittstelle.

Möglich macht das ein Zusammenspiel neuester Hightech-Technologien: Dazu zählen vor allem das europaweit größte Motion-Capturing-System und ein Laserprojektionssystem, um Prozesse in Echtzeit zu erfassen, zu analysieren und zu simulieren. Hinzu kommen unter anderem autonome Transportroboter und künftig 30 autonome Transportdrohnen, die sich im Schwarm selbst organisieren. Zudem werden diese Systeme noch von einem intelligenten Fußboden ergänzt, den die beteiligten Wissenschaftler in den kommenden Wochen durch ein in den Boden eingelassenes drahtloses Sensornetzwerk zum Leben erwecken werden.

Als Highlight des Forschungszentrums gilt das Motion-Capturing-System, das den in Hollywood eingesetzten Systemen zur realitätsnahen Animation virtueller Figuren in nichts nachsteht: 38 Hightech-Kameras mit einer Auflösung von bis zu 5 Megapixeln und einer Bildfrequenz von 300 Bildern pro Sekunde ermöglichen die Bewegungserfassung und millimetergenaue Lokalisierung von Objekten in Echtzeit, die Umwandlung der Bewegung in ein computerfähiges Format und die Übertragung der Informationen auf ein virtuelles Abbild. Menschen, Maschinen und Objekte sind dazu mit speziellen Markern ausgestattet, die auf Infrarot-Licht reagieren. »Durch die Technologie lassen sich menschliche Bewegungen auf Roboter übertragen, die so z. B. Greifbewegungen beim Kommissionieren erlernen können. Ein weiterer Vorteil ist die Echtzeitauswertung von laufenden Versuchen, da jede Bewegung aller beteiligten Akteure von den Kameras erfasst wird – egal ob Mensch, Maschine oder Objekt«, erklärt Moritz Roidl, Leiter des Forschungszentrums. Darüber hinaus leistet die Analyse der Bewegungsabläufe auch einen wichtigen Beitrag zum Arbeitsschutz in der Social Networked Industry.

Das Laserprojektionssystem der Halle setzt sich derweil aus acht an der Decke befestigten Lasern zusammen. Sie dienen zum Darstellen temporärer Objekte, Formen und Markierungen. Nutzen lässt sich diese Technologie etwa als Roboterleitsystem oder zur Simulation von Prozessabläufen. So lassen sich sowohl zahlreiche Prozesse als auch Sicherheitsfragen bereits vor dem physischen Versuch virtuell erforschen.

Die neue Halle ist ein Teil des »Innovationslabor Hybride Dienstleistungen in der Logistik«. Eine Besonderheit ist seine Zweiteilung in ein Forschungs- und ein Anwendungszentrum. Das gemeinsame Projekt des Fraunhofer IML und der Technischen Universität Dortmund wird über eine Laufzeit von drei Jahren mit insgesamt 10 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Die einzigartige Forschungsinitiative soll die digitale Vorreiterrolle des Standorts Dortmund in Dienstleistung und Logistik weiter stärken.

 

Technische Daten:

Forschungshalle: 466 m2 Versuchsfläche, 188 m2 Arbeitsbereiche, Höhe 9,50 m

Lokalisierung (Motion-Capturing-System):

38 Kameras, Beobachtungsbereich 23m x 13m x 4m

-       8x Kameratyp Vicon Vantage V5: Auflösung 5 MP (2432 x 2048)

-       30x Kameratyp Vicon Vero v2.2: Auflösung 2.2 MP (2048 x 1088)

-       Kameralatenz 4,7 ms, max. Bildrate 330 Hz, Tracking  für 100+ Objekte gleichzeitig

Funktechnisches Referenzsystem:

Software-Defined Radio System USRP N210 von National Instruments mit 12 Antennen (Messbereich über die gesamte Versuchsfläche), 10 MHz – 6 GHz, zeit- und phasensynchronisiert durch OctoClock-System

Laserprojektionssystem:

8x Kvant 3400 RGB S1, Pangolin FB4 Interface, 90 kpps max. Scan-Rate, Projektionsbereich 23m x 13m

Intelligenter Boden:

Sensormatrix mit 550 TI-Sensortags CC1350 in Kanälen verlegt, austauschbar

FTS-System:

5x Robotnik RB1-Base (Leergewicht 30kg, Geschwindigkeit 1,5 m/s, max. Zuladung 50kg), 30x Versuchsträger Regaluntersetzer für 200 intelligente KLT

PhyNode-System:
200 PhyNode-Einschubkarten für intelligente KLT, Autonomes, eingebettetes System mit Energy-Harvesting und Ultra-Low-Power-Kommunikation (868 MHz, 2,4 GHz), verschieden Sensorik (Temperatur, MEMS, usw.)