Kollaborative Roboter bieten eine wirksame Lösung für den Arbeitskräftemangel, da sie kostengünstig arbeiten, ohne Abstriche bei der Genauigkeit oder Sicherheit zu machen. Sie führen eine Vielzahl sich wiederholender Aufgaben aus, wie z. B. Anheben, Kommissionieren, Schneiden, Montieren und Lackieren. Trotz ihrer offensichtlichen Vorteile fehlt ihnen ein menschenähnliches Bewusstsein. Für die Sicherheit der Arbeiter benötigen kollaborative Roboter Zäune oder Barrieren. Dies macht es unmöglich, sie als universelle Lösung zu betrachten. Damit sie in verschiedenen Umgebungen sicher mit Menschen interagieren können, benötigen sie die Fähigkeit, ihre Umgebung wahrzunehmen und zu verstehen, sowie kognitive Intelligenz. Daher wurde das Konzept des ersten kognitiven Roboters konzipiert und entwickelt.

Kognitive Roboter lernen aus Erfahrungen, um ihre Leistung zu verbessern, mit Menschen zu interagieren und ihre eigenen Entscheidungen zu treffen. Sie sind autonome Maschinen, die sehen, hören, sprechen, fühlen und sogar mit Menschen sprechen können. In kollaborativen Arbeitsumgebungen können sie entweder direkt mit Menschen interagieren oder gefährliche, sich wiederholende Aufgaben mit minimaler Überwachung durchführen.

Künstliche Intelligenz (KI) und fortschrittliche Sensoren werden ständig weiterentwickelt, um intelligenten Robotern zu helfen, die Kluft zwischen Maschinen und Menschen zu überbrücken. Diese Fortschritte sowie relativ neue Sensortechnologien sorgen für eine steigende Nachfrage nach intelligenten Maschinen und damit für mehr Anwendungen in allen Branchen und Haushalten.

Spezielle Technologien für kognitive Roboter

Wahrnehmung der Umgebung

Kognitive Roboter benötigen spezielle Sensoren und Software, um mit ihrer Umgebung zu interagieren. Mithilfe fortschrittlicher Softwareplattformen können kognitive Roboter Daten von mehreren Sensoren gleichzeitig verarbeiten und so sicherstellen, dass sie stets effizient und sicher arbeiten. Diese Software steuert auch die mechanischen und operativen Systeme des Roboters.

Kognitive Roboter können ihre Umgebung durch Sehen, Hören und Fühlen wahrnehmen und sich ihrer bewusst werden, während sie neue Fähigkeiten erlernen. Dank künstlicher Intelligenz, 3D-Stimmerkennung und intelligenter Sensoren können sie Gesichter und Objekte erkennen und aus ihren Erfahrungen lernen, um ihre Fähigkeiten zu verbessern. Außerdem können sie sich an jede Umgebung anpassen, und Sensoren wie die sichere Menschenerkennung können Unfälle verhindern.

Intuitive und sichere Interaktion

Kognitive Roboter können mit Menschen in gemeinsamen Arbeitsbereichen ohne physische Barrieren oder andere Sicherheitsvorkehrungen zusammenarbeiten und interagieren. Aus diesem Grund wurde ein integriertes System entwickelt, das visuelles, auditives und physisches Feedback nutzt, um Menschen sicher zu erkennen. Diese Systeme können Personen und Objekte innerhalb der Reichweite des kognitiven Roboters erkennen. Redundanz und Diversität gewährleisten die Zuverlässigkeit des Roboters im Falle eines Ausfalls oder einer Störung. Die sicheren und die Privatsphäre schützenden Cybersicherheitssysteme verhindern den Diebstahl oder Verlust vertraulicher Informationen durch kognitive Roboter.

Komplexe Situationen verstehen

Die Integration von Hardware und Software ist von entscheidender Bedeutung, damit kognitive Roboter in komplexen Umgebungen mit unterschiedlichen Bewegungs-, Geräusch- und Lichtverhältnissen arbeiten können. Sie können nicht nur visuelle und akustische 3D-Sensoren verwenden, sondern auch lernen, Bewegungen und Verhalten vorherzusagen, um die Produktivität zu maximieren, indem sie fortschrittliche Sensortechnologien mit KI kombinieren. Durch den Einsatz dieser Sensoren können sie schnell ein umfassendes Verständnis für alle Personen und Objekte in ihrem Arbeitsbereich entwickeln.

Betriebssysteme

Die Funktionen eines kognitiven Roboters werden über ein Betriebssystem gesteuert, das Zugriff auf Einstellungen und Funktionen ähnlich wie bei Computern und Smartphones bietet. Darüber hinaus ermöglichen diese Betriebssysteme den Betreibern die Überwachung und Anpassung der Flottenproduktivität für alle Einheiten in jedem Bereich. Die Betriebssysteme können nicht nur neue Funktionen hinzufügen und die Effizienz verbessern, sondern auch Anwendungen, Plug-ins und Updates hinzufügen.

Kontinuierliches Lernen

Das Lernen aus Erfahrung ist die Grundlage der kognitiven Roboter. Eine Kombination aus internen Sensoren, Software und künstlicher Intelligenz kann Robotern helfen, Aufgaben zu verstehen, Muster zu erkennen, Probleme zu lösen und ihre Fähigkeiten mit der Zeit zu verbessern. Außerdem nutzen kognitive Roboter Edge-Computing-Systeme, um ihre internen Lernalgorithmen zu verbessern. Der Bediener kann dann die bordeigenen Computersysteme seinen Bedürfnissen entsprechend anpassen. Dadurch sind kognitive Roboter nun in der Lage, Menschen in einer Vielzahl von Umgebungen zu unterstützen.

Leistungsstarke Hardware

Leichtes Gewicht und robuste Materialien sind zwei wichtige Merkmale kognitiver Roboter, die ihre Bewegungs- und Hebefähigkeiten verbessern und gleichzeitig Verletzungen oder Schäden durch Kollisionen vermeiden. Dank ihrer leichten und robusten Materialien können die kognitiven Roboter Geschwindigkeiten von bis zu 4,5 Metern pro Sekunde erreichen, Aufgaben mit einer Präzision im Submillimeterbereich ausführen und Nutzlasten von bis zu 30 kg bei einer Reichweite von 3 Metern tragen. 7 Freiheitsgrade (DOF) machen sie wendig und flexibel und ermöglichen es dem Benutzer, bestimmte Aktionen mit Hilfe der Bewegungssteuerung zu programmieren.

Darüber hinaus kann ein kognitiver Roboter mit hochwertigem Schutz und IP65-Einstufung bei extremen Temperaturen (hoch und niedrig), Wasser, Staub, Chemikalien und Feuchtigkeit arbeiten. In einem kognitiven Roboter werden Encoder verwendet, um Bewegungen zu erfassen, sie in elektrische Signale umzuwandeln und die Signale dann an interne Steuersysteme zu senden, damit der Roboter seine Position, Geschwindigkeit und Richtung bestimmen kann.

Benutzerfreundliche Schnittstellen

Ein kognitiver Roboter braucht eine grafische Schnittstelle, die auch für Menschen ohne Programmierkenntnisse einfach zu bedienen ist. Über einfache Menüs und Drag-and-Drop-Operationen bieten leistungsstarke Benutzeroberflächen vollständigen Zugriff auf die Bewegungen und das Verhalten einer Einheit. 3D-Scansensoren ermöglichen die Visualisierung des Roboters und seiner Umgebung in 360° mit einer Auswahl an Objekten, Einstellungen und Bewegungspfaden. Ein kognitiver Roboter von heute kann auch über eine intuitive Touch-Oberfläche auf einem Tablet oder über eine auf einem Laptop oder Desktop-Computer installierte Software gesteuert werden.

Konfigurierbarkeit

Optimale Produktivität erfordert kognitive Roboter, die leicht konfiguriert und neu konfiguriert werden können, um den wechselnden Anforderungen ihrer Arbeitsumgebung gerecht zu werden. Neben der manuellen Touch-Steuerung, der Spracherkennung, den Touch-Skins und der 3D-Vision kann das Gerät mit einer Vielzahl von integrierten Funktionen eingerichtet werden. Einem kognitiven Roboter kann durch Gesten, Sprach- und Berührungsbefehle beigebracht werden, sich Objekte und Bewegungen zu merken. Die Bedienung des Roboters erfolgt dann über Sensoren und 3D-Vision.

Potenzielle Anwendungsfälle für kognitive Roboter

Kontinuierliche Forschung und Entwicklung sorgen dafür, dass kognitive Roboter in Fabriken, Produktionsstätten und Haushalten auf der ganzen Welt eingesetzt werden können. Diese ständigen Verbesserungen haben grenzenlose Möglichkeiten geschaffen, die die Zusammenarbeit zwischen Robotern und Menschen in jeder beliebigen Umgebung verbessern.

Einige der Anwendungsfälle sind:

• Betreuung älterer Menschen: Umfassende Mobilitätslösungen, Hilfe im Haushalt, medizinische Versorgung und Begleitung für allein lebende Menschen.
• Einzelhandel und Supermärkte: Produktauswahl und -abholung, Kassenservice, automatische Verpackung und Transport.
• Städte und Behörden: Müllabfuhr, Recycling, Graffitientfernung, Gartenarbeit und Gebäudewartung.
• Medizin und Gesundheitswesen: Chirurgische und zahnärztliche Eingriffe, medizinische Vorsorgeuntersuchungen, Rehabilitation, Beschäftigungstherapie und Patientenbetreuung.
• Persönliche Assistenten: Organisation und Automatisierung des Haushalts, Kochen, Putzen und Gartenarbeit.
• Fahrzeuge und Laden von Elektrofahrzeugen: Fahrzeuginspektionen, Reinigung, Reparaturen und automatisches Laden von Fahrzeugen.

Kognitive Roboter können auch über die oben genannten Listen hinausgehen und zu Anwendungen führen, die dank ihrer offenen Forschung, Verbesserungen und Möglichkeiten noch nicht vorstellbar sind. Eine unendliche intelligente Zusammenarbeit mit kognitiven Robotern kann unbestreitbar die größten Herausforderungen der Menschheit lösen.

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