Credit: CoBot Studio

CoBot Studio

Wenn Menschen und Roboter immer enger zusammenarbeiten, ist ihr gemeinsamer Erfolg an bestimmte Voraussetzungen geknüpft: Wie schafft man sichere Arbeitsumgebungen? Wie kann man die Akzeptanz von Robotern im Arbeitsalltag erhöhen? Und wie kommuniziert man mit einem Kollegen, der nur aus einem Greifarm besteht?

In CoBot Studio untersuchten sieben österreichische Forschungsinstitutionen von 2019 bis 2022 gemeinsam, welche Signale des Roboters in welchen Arbeitsumgebungen für welche Gruppe von Menschen verständlich sind.

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Interdisziplinär zur Interaktion 

Im Gegensatz zu herkömmlichen Industrierobotern, die aus Sicherheitsgründen meist nur hinter Absperrungen eingesetzt werden, sind die kollaborativen “Cobots” leicht und sicher genug, um in der unmittelbaren Nähe von Menschen zu arbeiten. Zunehmend wirft die Zusammenarbeit zwischen Menschen und Robotern jedoch Fragen auf: Wie kann die Maschine mitteilen, dass sie auf Eingaben wartet, und wie kann man vorab abschätzen, wie sich ihr Roboterarm bewegt?  

Von Robotik über Psychologie und nonverbale Kommunikation bis hin zu virtueller Realität — in CoBot Studio wurden verschiedenste Expertisen kombiniert, um neue Voraussetzungen für die Sicherheit und das Vertrauen in Maschinen am Arbeitsplatz der Zukunft zu schaffen. Das bundesweite Forschungsprojekt des LIT Robopsychology Lab an der Johannes Kepler Universität Linz befasste sich in Kooperation mit dem Ars Electronica Futurelab und fünf weiteren Projektpartnern über einen Zeitraum von drei Jahren hinweg also mit einem wichtigen, jedoch noch schwer zu erfassenden Zukunftsthema. In eigens dafür entwickelten virtuellen Umgebungen wurden daher zukünftige Formen der Zusammenarbeit mit Cobots simuliert, um die wechselseitige Interaktion zwischen Menschen und Maschinen zu erforschen.

Von VR-Game bis Simulation mit Roboter 

Für Experimente der Wissenschaft stehen meist sowohl zu wenig kollaborative Roboter als auch passende Testumgebungen zur Verfügung – CoBot Studio ging daher in eine neue Richtung. Als erster Teil der Studie diente das VR-Spiel “Rubberduck”. Die Proband*innen versuchten hier, einen virtuellen Cobot mithilfe eines VR-Headsets und eines Controllers zu steuern, um gemeinsam Gummienten zu produzieren. Im zweiten Teil der Studie sollten die Teilnehmer*innen mit demselben Setup ein virtuelles Meer von Plastikmüll säubern.
Dieses Spiel wurde dann für als Finale der Studie für den Deep Space 8K im Ars Electronica Center in Linz umgesetzt, einer virtuellen 3D-Simulationsumgebung mit 16 mal 9 Meter großer Wandprojektion und ebenso großer Bodenprojektion. Die realitätsähnlichen Bedingungen boten dort ideale Voraussetzungen, um weitere aussagekräftige Daten zu gewinnen. Zusammenarbeit und Kommunikation wurden im Deep Space 8K sowohl mit einem virtuellen als auch mit einem realen mobilen Cobot untersucht. Bei der Evaluierung waren die gut kontrollierbaren und adaptierbaren Bedingungen der digitalen Testumgebung ein großer Vorteil. 

Während ihrer Interaktion mit dem virtuellen oder realen Cobot wurden die Reaktionen der Teilnehmer*innen auf dessen unterschiedliche nonverbale Signale getestet. So wurden die Auswirkungen von Gesten auf den Erfolg der Zusammenarbeit, die Grenzen und Möglichkeiten der Verständigung und die Bewertung der persönlichen Erfahrung mit der Zusammenarbeit mit dem Cobot untersucht. Aus den gewonnenen Daten und den ergänzenden Interviews wurden Prinzipien für die Entwicklung neuer Bewegungsmuster und visueller Signale abgeleitet, um Roboter menschengerechter gestalten zu können. In Zukunft soll es mit derartigen Leitlinien einfacher werden, angenehmere, effizientere und sicherere Arbeitsbedingungen zu schaffen. CoBot Studio sollte gleichzeitig aber auch die Relevanz von interdisziplinären Partnerschaften für die Entwicklung menschenzentrierter Technologien und Arbeitswelten der Zukunft unterstreichen.

Erfahren Sie mehr über CoBot Studio in einem Interview mit Martina Mara, Expertin für Roboterpsychologie im LIT Robopsychology Lab der JKU Linz, und Roland Haring, Director und VR-Experte im Ars Electronica Futurelab.

Credits

Ars Electronica Futurelab: Manuel Dobusch, Samuel Eckl, Roland Haring, Peter Holzkorn, Otto Naderer, Daniel Rammer, Erwin Reitböck, Clemens Scharfen, Susanne Teufelauer, Julian Zauner
PARTNER:
LIT Robopsychology Lab, Johannes Kepler Universität Linz
Center for Human-Computer Interaction, Universität Salzburg
Joanneum Robotics JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH
Polycular OG
Österr. Forschungsinstitut für Artificial Intelligence OFAI
Blue Danube Robotics GmbH

CoBot Studio wird unterstützt von MiddleVR