Roboter im Warenlager, Bild: Laila Tkotz/KIT

Der Roboter des Team PiRO erkennt die gesuchten Objekte und stellt sie selbstständig im Warenkorb zusammen. Bild: Laila Tkotz/KIT

Das Team PiRo ist mit einem innovativen Regalkonzept an den Start der Amazon Robotics Challenge im japanischen Nagoya gegangen. Statt die Waren in einem herkömmlichen Regal anzuordnen, liegen die Objekte in mobilen Kisten, die horizontal um den zentralen Roboterarm arrangiert sind. Teilweise sind die Kisten wie Schubladen durch den Roboter selbstständig bedienbar, sodass eine mehrgeschoßige Anordnung möglich ist. Auch wenn das Fassungsvermögen dieses Systems auf den ersten Blick kleiner als ein Regalsystem gleicher Standfläche ist, lässt sich die Kapazität leicht steigern. Im Warenlager der Zukunft, könnte ein zweiter Roboter als Zubringer, die passenden Kisten bringen und abholen. „Da die momentanen Warenhaussysteme technisch ausgereizt sind, wollten wir ein komplett neues System für das 21. Jahrhundert entwickeln, dass die Vorteile des Robotergreifers voll zur Geltung kommen lässt“, sagt Kai Markert vom Institut für Fördertechnik und Logistiksysteme des KIT und IFL PiRo-Team-Captain.

Erkennen, Greifen, Saugen, Ablegen

Das Gesamtsystem wurde daher so angeordnet, dass alle Handhabungsaktionen – also Erkennen, Greifen, Saugen, Ablegen – von oben mit ähnlichen Bewegungsmustern durchgeführt werden können. Hierdurch wird die Bewegungsplanung und Durchführung deutlich einfacher, schneller und sicherer. Zudem kann so ein Laserscanner, wie er in fahrerlosen Transportsystemen für Sicherheitsfunktionen eingesetzt wird, die Ebene über den Behältern überwachen. Hierdurch kann der Erfolg beim Greifen, Saugen und dem Transport kontrolliert werden.

Der IFL PiRo Robot (Quelle: videosIFL)

Um die Artikel aufzunehmen, nutzt der Roboter einen Greifer oder einen Saugnapf. Je nach Artikel entscheidet sich die Steuerung selbstständig für die passende Greifart, wählt die passenden Parameter und Kontaktpunkte aus. Ein Kamerasystem liefert zwei- und dreidimensionale Bildinformationen. Bilderkennungssoftware und Neuronale Netze erkennen darin die Objekte. Greifpunkte können sowohl beim Einlernen der Objekte vorgegeben als auch nach der Objekterkennung aus der Lage und Größe des Objektes berechnet werden.

Mehr zum Thema Robotik & Handling erfahren Sie hier exklusiv in unserem Special. Dieses geht der Frage nach: wie kollaborativ sind Roboter und Handhabungswerkzeuge heute schon?

as Team IFL PiRo besteht aus rund 15 Studenten und wissenschaftlichen Mitarbeitern des Instituts für Fördertechnik und Logistiksysteme des KIT. Es ist interdisziplinär aus den Disziplinen Maschinenbau, Feinwerktechnik/Mechatronik, Elektrotechnik, Informatik und Wirtschaftsingenieurwesen zusammengesetzt. Neben dem Systemkonzept von PiRo und umfangreicher Software wurden auch viele mechanische Teile selbst entwickelt und in der eigenen Werkstatt sowie mittels 3D-Drucker hergestellt. hei

Zur Amazon Robotics Challenge

Neben einem Pick Task (Aufträge kommissionieren, aus Regal entsprechend Auftragsliste entnehmen und in drei verschiedene Kartons einräumen) und einem Stow Task (Regalsystem einräumen, Regalinhalt dokumentieren) gilt es in diesem Jahr auch das Regalsystem nach gesetzten Rahmenbedingungen selbst zu erstellen. Die zu greifenden Objekte sind typische Artikel, wie sie im Versandhandel zu finden sind. Nur die Hälfte der Artikel ist im Vorfeld des Wettbewerbes bekannt. Die restlichen Artikel bekommt jedes Team erst 30 Minuten vor dem jeweiligen Wettbewerbsdurchlauf, um sie dem Robotersystem bekannt zu machen. Die Aufgaben müssen vom Roboter autark durchgeführt werden. Eingriffe des Teams sind nicht gestattet.