Planarrobotik bietet die Chance, Produkttransport und -manipulation zu vereinen und den Maschinen-Footprint deutlich zu reduzieren
Mit der gemeinsamen Berufung von Dr. Klaus Neumann auf die Professur für Kollaborative Robotik zum 1. Juli 2023 haben die Universität Bielefeld und der Institutsteil für industrielle Automation, Fraunhofer IOSB-INA, in Lemgo den Grundstein für eine strategische Zusammenarbeit gelegt. Nach dem Studium der Naturwissenschaftlichen Informatik und der Promotion im Bereich intelligente Systeme war Klaus Neumann über neun Jahre lang im Bereich Maschinelles Lernen und Robotik für industrielle Anwendungen tätig – ein Jahr davon als Postdoc, danach bei Beckhoff Automation. Nun baut er neben der Professur an der Universität Bielefeld den neuen Forschungsbereich Kognitive Automation am Fraunhofer IOSB-INA auf, angesiedelt derzeit innerhalb der Abteilung Maschinelle Intelligenz (MIT).
Prof. Neumann, welche Erfahrungen bringen Sie mit in diese Brückenfunktion zwischen Universität und angewandtem Forschungsinstitut?
Thematisch bewege ich mich seit vielen Jahren in den Feldern Maschinelles Lernen (ML) und Robotik: In meiner Promotion am CoR-Lab der Universität Bielefeld ging es um Vereinheitlichung von White-Box- und Black-Box-Ansätzen des Lernens und die Steuerung verschiedener Roboterplattformen. Dabei kam ich über das damals startende Spitzencluster it’s OWL schon damals ausgiebig mit industriellen Anwendungen in Berührung. In der Industrie war ich dann Softwareentwickler im Bereich Motion Control, wobei auch hier die Potenziale von ML im Fokus standen. Später verlagerte sich der Schwerpunkt auf die Integration von ML in die industrielle Automation. Dem akademischen Bereich blieb ich die ganze Zeit über verbunden, etwa durch den Besuch diverser Konferenzen und Beteiligungen an wissenschaftlichen Veranstaltungen.
Der Einsatz von ML und Robotik in der industriellen Automation bleibt auch in Zukunft ihr Forschungsthema?
In meiner jetzigen Tätigkeit setze ich drei Schwerpunkte, die sich natürlich untereinander teilweise überlappen. Ein Thema ist das autonome Lernen von Maschinen, mit dem Ziel, diese Maschinen optimal ressourceneffizient zu steuern – möglichst in Echtzeit. Dabei spielt in der Produktion immer auch der Aspekt der Sicherheit eine wichtige Rolle. Der zweite Bereich ist die manipulative Robotik und die Unterstützung von Montagearbeiten durch Roboter. Dabei ist mir das Imitationslernen ein wichtiges Anliegen, weil hierdurch eine einfache und intuitive Programmierung von Robotern möglich wird, was angesichts von demografischem Wandel und Fachkräftemangel zunehmend an Bedeutung gewinnt.
Und der dritte Schwerpunkt?
Der liegt in der Planarrobotik. Dieses Thema hat für mich auch in meiner Zeit in der Industrie begonnen. Sogenannte Mover, die sich nicht nur in der Ebene bewegen und drehen können, sondern weitere Freiheitsgrade zum Anheben und Neigen ihrer Nutzlast besitzen, bieten die Chance, Produkttransport und -manipulation miteinander zu vereinen und damit den Footprint einer Maschine deutlich zu reduzieren. Das bringt viele spannende Forschungsfragen etwa hinsichtlich Optimierung und Schwarmverhalten mit sich.
Dieses Interview ist zuerst auf Englisch im Tätigkeitsbericht 2023/2024 des Fraunhofer IOSB erschienen (dort auf S. 16).