Künstliche Intelligenz auf dem Vormarsch

Künstliche Intelligenz (KI) war eines der Trendthemen der diesjährigen Hannover Messe. Doch obwohl sich alle der herausragenden Bedeutung des Themas rund um die Digitalisierung und Industrie 4.0 bewusst zu sein scheinen, mahnen Verbände, dass Deutschland den Anschluss verlieren könnte. Parallel zeigen Unternehmen, wie Beckhoff, Festo, Schunk und Siemens, Innovationen und eigene Wege in die KI-Zukunft.

Ein Ergebnis des aktuellen VDE Tec Report 2019 „Industrielle KI – Die nächste Stufe der Industrialisierung?“ (Bild: VDE)

Pneumatische Robotik trifft auf Künstliche Intelligenz

Von der Natur inspirieren lässt sich auch Festo seit Jahren bei seinen Bionik-Projekten. In diesem Jahr unter anderem von der  menschlichen Hand, die mit ihrer Kombination aus Kraft, Geschicklichkeit und Feinmotorik ein Wunderwerkzeug der Natur darstellt. Daraus entstanden und zur Hannover Messe präsentiert wurde die pneumatische Roboterhand Bionic-Soft-Hand. Für Festo lag es nahe, Roboter in kollaborativen Arbeitsräumen mit einem Greifer auszustatten, der diesem natürlichen Vorbild nachempfunden ist und durch Künstliche Intelligenz lernen kann, verschiedene Aufgaben zu lösen. Kombiniert mit dem Bionic-Soft-Arm, einem pneumatischen Leichtbauroboter, eignen sich die Future Concepts für die Mensch-Roboter-Kollaboration.

Damit die Bionic-Soft-Hand sicher und direkt mit dem Menschen interagieren kann, wird sie pneumatisch betrieben. Im Gegensatz zur menschlichen Hand hat die Bionic-Soft-Hand keine Knochen. Ihre Finger bestehen aus flexiblen Balgstrukturen mit Luftkammern. Umschlossen sind die Bälge in den Fingern von einem speziellen 3D-Textilmantel, der sowohl aus elastischen als auch hoch festen Fäden gestrickt ist. Damit kann über das Textil genau bestimmt werden, an welchen Stellen die Struktur sich ausdehnt und damit Kraft entfaltet und wo sie an der Ausdehnung gehindert wird. Dadurch ist sie leicht, nachgiebig, anpassungsfähig und sensibel, aber dennoch in der Lage, starke Kräfte auszuüben.

Die Lernmethoden von Maschinen sind mit denen des Menschen vergleichbar: ob positiv oder negativ – sie benötigen eine Rückmeldung auf ihre Aktionen, um diese einordnen zu können und daraus zu lernen. Bei der Bionic-Soft-Hand kommt die Methode des Reinforcement Learning zum Einsatz, das Lernen durch Bestärken. Das bedeutet: Statt einer konkreten Handlung, die sie nachahmen muss, bekommt die Hand lediglich ein Ziel vorgegeben. Dieses versucht sie durch Ausprobieren (Trial-and-Error) zu erreichen. Anhand des erhaltenen Feedbacks optimiert sie nach und nach ihre Aktionen, bis sie schließlich die gestellte Aufgabe erfolgreich löst.


Die Bionic-Soft-Hand kann einen zwölfseitigen Würfel so drehen, dass am Ende eine vorher festgelegte Seite nach oben zeigt (Bild: Festo)