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Erkenntnisse für Einsatz kollaborierender Roboter

Bonn | Für seine Masterarbeit am Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) untersuchte der Psychologe Markus Koppenburg, wie Probanden die Zusammenarbeit mit einem Roboter hinsichtlich Gefahren und Beanspruchung empfinden und wie ihre Arbeitsleistung beeinflusst wird.

Zu enge Kollaboration mit Robotern und unvorhergesehene Bewegungen führen bei Probanden zu Stress. Bild: Birgit Naber /IFA Zu enge Kollaboration mit Robotern und unvorhergesehene Bewegungen führen bei Probanden zu Stress. Bild: Birgit Naber /IFA

Hierfür nutzte Koppenburg das Virtual-Reality-Labor des IFA. Auf einem acht mal drei Meter großen, halbkreisförmigen Großbildschirm wurde ein echt aussehender dreidimensionaler Roboter in einer Industriehalle projiziert, der Werkstücke zu verschiedenen Behältern transportierte. An einem Schaltpult konnten die Probanden durch Knopfdruck Befehle an den künstlichen Helfer erteilen. „Das Besondere bei dem Experiment war, dass sich die Arbeitsräume von Mensch und Roboter überschnitten“, berichtet Koppenborg.

Die Herausforderung: Die Probanden hatten an einem Computer Produktionsaufgaben zu erledigen und mussten gleichzeitig den Roboter per Knopfdruck anweisen, wohin er die Werkstücke transportieren sollte. Außerdem wurde die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters gesteigert und seine Bewegungsbahn variiert, wodurch seine Bewegungen unvorhersehbarer wurden. Währenddessen erfasste der Psychologe, wie viele Aufgaben von den Testpersonen in einer bestimmten Zeit erledigt wurden und wie groß die Fehlerrate dabei war. Außerdem zeichneten Sensoren die Herzfrequenz der Probanden auf.

Die Ergebnisse zeigten, dass bei den Probanden Leistungseinbußen bei der Aufgabenbearbeitung zu verzeichnen waren, sobald der Roboter in variierender Bahn und damit unvorhersehbarer arbeitete. Je flotter die programmierbare Maschine werkelte, desto größer war das Empfinden von Angst und Beanspruchung bei den Testpersonen. „Die Bedeutung der in der Masterarbeit untersuchten Fragestellung liegt in der häufigen – und in Zukunft wahrscheinlich noch wachsenden – Interaktion zwischen Mensch und Roboter an industriellen Arbeitsplätzen“, sagt Prof. Dr. Ulrich Ettinger vom Institut für Psychologie der Universität Bonn, der die Arbeit mitbetreute.

Für seine Masterarbeit und sein bisheriges Engagement wurde Koppenborg mit dem Georgia und Helmut Friedrich-Stiftungspreis 2013 ausgezeichnet. Der Preis ist mit 3.500 Euro dotiert. uni-bonn.de dguv.de/ifa/index.jsp

 

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