dtec.bw-Projekt „Digitale Entwicklungs- und Validierungsumgebung für physische Unterstützungssysteme zur Optimierung der Mensch-Technik-Interaktion (MTI) und - Schnittstellen am Beispiel von Exoskeletten“ (im Folgenden: „EVO-MTI“) - UT 7022

Das dtec.bw-Projekt EVO-MTI hat das Ziel, eine innovative Entwicklungs- und Evaluationsumgebung für Exoskelette zu entwickeln. Ein Projektteil hat dabei das Ziel eine robotergestützte Umgebung aufzubauen, in der das Verhalten von Exoskeletten – ohne diese physisch zur Verfügung zu haben – durch exakte und reproduzierbare Beschreibung mechanischer und dynamischer Eigenschaften dieser Systeme physisch simuliert wird. Die hierfür benötigten Roboter müssen räumlich und zeitlich synchron mit dem Menschen agieren können. Zusätzlich sind hohe Anforderungen an die Reichweite, Genauigkeit, Sicherheit und Kraft gesetzt. Der bisherige Projektverlauf hat gezeigt, dass der bislang vorhandene Roboter nicht zur Erreichung der Projektziele geeignet ist. Um die Projektziele zu erreichen, kommt lediglich der Leichtbauroboter TX2-90XL TOUCH CS9 von Stäubli in Betracht. Das Projekt erfordert einen Leichtbauroboter mit haptischer Interaktion, hoher Sicherheit, einer Reichweite von mindestens 1.400 mm sowie einer hohen Tragkraft und Wiederholungsgenauigkeit. Das Projektziel kann dabei nur erreicht werden, wenn alle Anforderungen gemeinsam vorliegen. Die Anforderungen im Einzelnen sind: • Reichweite und Traglast: Der Roboter muss eine Reichweite von mindestens 1.400 mm bei gleichzeitig hoher Traglast (bis 20 kg) besitzen, um die Simulation realitätsnaher Bewegungsabläufe und Unterstützungseigenschaften sicherzustellen; • Der Roboter muss eine hohe Bewegungsdynamik, die für die Bewegungsfolge mit dem Menschen erforderlich ist, mit einer präzisen Steuerung ermöglichen; • Eine Wiederholungsgenauigkeit von ±0,03 mm ist erforderlich, um die exakten Bewegungsabläufe und Positionierungen der Testobjekte zu garantieren; • Die Integration haptischer Interaktionen ist für die Untersuchung der dynamischen Lastübertragung von Bedeutung; • Die Kombinierbarkeit zur bereits bestehenden Entwicklungsumgebung an der HSU/UniBw H, um eine Verwendung bisheriger Ergebnisse und die Anbindung daran sicherstellen zu können; • Integration von Sicherheits- und Kollaborationsfeatures: Kombination von hoher Traglast, Präzision und Sicherheitsfeatures für Mensch-Roboter-Interaktion; • Flexible Programmierung und Integrationsfähigkeit in andere Umgebungen.