Wie lassen sich Menschen und Maschinen so zusammenbringen, dass beide voneinander profitieren? Mit dieser Frage beschäftigen sich die Universität Bielefeld und das Fraunhofer IOSB-INA in Lemgo im neuen Kompetenzverbund Humation – Humanzentrierte Automation. Das Ziel besteht darin, die Interaktion zwischen Mensch, Künstlicher Intelligenz (KI) und Automatisierung so zu gestalten, dass Arbeitsprozesse sicherer, flexibler und effizienter werden, während der Mensch weiterhin im Zentrum bleibt.
„Wir wollen Technologien dahingehend entwickeln, dass sie die Fähigkeiten des Menschen erweitern, nicht ersetzen“, sagt Dr.-Ing. Marc Hesse, Teamleiter Cognitronics an der Universität Bielefeld und Mitglied des wissenschaftlichen Beirats des Center for Cognitive Interaction Technology (CITEC). „Wenn Mensch und Maschine als Partner zusammenarbeiten, entsteht ein hybrides Team, das kreativer, adaptiver und nachhaltiger arbeitet.“
Plattform für Forschung und Praxis
Der Kompetenzverbund vereint die grundlagenorientierte Forschung der Universität mit der anwendungsnahen Expertise des Fraunhofer IOSB-INA. Durch diese Verbindung wollen die Institutionen die Entwicklung praxisnaher Lösungen in Bereichen wie der kollaborativen Robotik, also Roboter, die gemeinsam mit Menschen arbeiten, und der Integration von KI in automatisierte Prozesse ermöglichen.
In der Pressemitteilung wird als Beispiel das gemeinsame Projekt ‚Humation Collaboratory.OWL‘ genannt. Dabei handelt es sich um ein Forschungslabor, das zwei Standorte digital vernetzt: das Forschungsinstitut für Kognition und Robotik (CoR-Lab) in Bielefeld und das Fraunhofer-Institut mit der SmartFactory.OWL in Lemgo. Dort arbeiten Roboter und Menschen Seite an Seite, etwa bei der Produktion von Wärmepumpen. Intelligente Roboter übernehmen Teilaufgaben und unterstützen Fachkräfte bei der Montage. So lassen sich Engpässe in der Produktion ausgleichen und Arbeitsprozesse effizienter gestalten.
„Viele Betriebe stehen heute unter Druck: zu wenig Fach- und Arbeitskräfte, zu viel Komplexität. Mit Humation verbinden wir moderne Technik mit menschlicher Erfahrung – und dank digitaler Zwillinge werden Abläufe einfacher und schneller.“ sagt Prof. Dr. Jürgen Jasperneite, Direktor des Fraunhofer IOSB-INA, Lemgo.
Als weiteres Beispiel verweisen die Beteiligten auf das Projekt ‚Explore‘, das zeigt, wie Forschung und Industrie zusammenwachsen. Darin entwickeln sie eine Forschungsplattform für digitale Zwillinge.
Mensch als aktiver Gestalter
Im Mittelpunkt der humanzentrierten Automation steht der Mensch als aktiver Gestalter technischer Systeme. Den Beteiligten zufolge ist es nicht das Ziel, Arbeit vollständig zu automatisieren, sondern Arbeitsplätze menschengerecht zu gestalten. Dabei gehe es um Sicherheit, Wohlbefinden und die Erweiterung von Kompetenzen. Auch ethische, rechtliche und soziale Fragen sollen von Beginn an in die Forschung integriert werden. Mit diesem sogenannten ‚integrierten Forschungsansatz‘ adressieren die Forschenden eine gesellschaftlich verantwortungsvolle Entwicklung neuer Technologien.
Ein zentrales Element im Kompetenzverbund stellt AI Robotics dar. Die zugrunde liegende Idee besteht darin, Automatisierungssysteme zu entwickeln, indem Roboter von Menschen lernen. Im Rahmen des Imitations- oder Bestärkungslernens werden dazu Daten durch Demonstrationen und autonomes Roboterlernen erfasst. Anhand des gewonnenen Bildmaterials, Kraftmomentendaten und propriozeptiven Informationen imitiert der Roboter die zuvor manuell durchgeführten Prozesse.
„Neue Technologien wie Large Behavior Models und interaktiven Schnittstellen zwischen Mensch und Roboter ermöglichen es uns, aus Daten zu lernen und effektiv zu generalisieren. Durch das interaktive Vorführen von Aufgaben durch Fachkräfte und den nahtlosen Einsatz von Roboterlernen können wir ein System entwickeln, das in der praktischen Anwendung deutlich benutzerfreundlicher und robuster gegenüber Unsicherheiten in der Produktionsumgebung ist“, erläutert Prof. Dr. Klaus Neumann, Gruppenleiter für Kognitive Automation am Fraunhofer-Institut in Lemgo.
Für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) bietet der Kompetenzverbund praxisnahe Unterstützung: von Lab-Touren über Fachgemeinschaften bis hin zu Beratungs- und Umsetzungsprojekten.
Strategie ‚Industry 5.0‘
Der Humation-Ansatz steht im Einklang mit der europäischen Strategie ‚Industry 5.0‘, die den Menschen als zentrale Säule einer nachhaltigen und resilienten Industrie definiert. Mit dem neuen Kompetenzverbund will die Region Ostwestfalen-Lippe dazu beitragen, Europa als Vorreiter humanzentrierter Automatisierung zu positionieren.
