Forschungsschwerpunkte

Smart green Robotics verfolgt die Vision, als interdisziplinäres Innovationsnetzwerk die nachhaltige Transformation von Industrie, Handwerk, Medizin und Recycling durch intelligente Robotiklösungen maßgeblich mitzugestalten. Das Netzwerk, bestehend aus Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft, zielt darauf ab, ökologische, soziale und ökonomische Nachhaltigkeit durch den Einsatz fortschrittlicher Automatisierungs- und Robotiktechnologien zu fördern. Die Ziele und Entwicklungsbedarfe des Netzwerks sind:

 

Technologische Innovation iN DER ROBOTIC:

Förderung der Entwicklung modularer, energieeffizienter und KI-gestützter Robotersysteme für dynamische Umgebungen. Dazu zählen flexible Automatisierungslösungen, adaptive Greiftechnologien, intelligente Bewegungssteuerung sowie die Integration digitaler Zwillinge zur Prozessoptimierung in Produktion, Logistik und Recycling.

Kollaboration und Wissenstransfer:

Stärkung der Zusammenarbeit zwischen kleinen und mittleren Unternehmen (KMU), Forschungseinrichtungen und Technologieanbietern zur Entwicklung marktfähiger Robotiklösungen. Der Fokus liegt auf der Mensch-Roboter-Interaktion, Systemintegration, IT-Sicherheit sowie der gemeinsamen Nutzung von Testumgebungen und Know-how zur Beschleunigung von Innovationen..

Sicherheit und Effizienz:

Entwicklung sicherer, intuitiver und ergonomischer Robotersysteme zur Entlastung von Mitarbeitenden in Industrie, Handwerk und Pflege. Dazu gehören multimodale Schnittstellen, KI-gestützte Sicherheitsmechanismen, adaptive Steuerungssysteme sowie die Optimierung von Energieverbrauch und Ressourceneinsatz.

Digitale Anwendungen und Infrastruktur:

Einsatz digitaler Technologien wie IoT, 5G-Kommunikation, Edge Computing und KI zur Vernetzung, Steuerung und Fernwartung von Robotersystemen. Ziel ist die Entwicklung skalierbarer, sicherer und nachhaltiger Infrastrukturen für den Einsatz intelligenter Robotik in vernetzten Produktions- und Dienstleistungsumgebungen. 

Technologische Entwicklungslinien

Das Netzwerk organisiert seine Arbeiten und Forschungsschwerpunkte in den folgenden technologischen Entwicklungslinien.

TEL-1: Flexible und nachhaltige Basistechnologien für Robotiksysteme

Diese Entwicklungslinie adressiert die technologischen Grundlagen für die flexible Automatisierung von Robotersystemen, insbesondere in dynamischen Umgebungen wie Logistik, Fertigung und Infrastruktur. Im Fokus stehen modulare, energieeffiziente und sensorisch hochentwickelte Systeme, die sich durch präzise Bewegungssteuerung, nachhaltige Energieversorgung, intelligente Antriebstechnik sowie fortschrittliche Sensorik und Kommunikationstechnologien auszeichnen.

FuE-Aufgaben: 
  • Struktur: Entwicklung modularer und adaptiver Robotersysteme mit universellen Schnittstellen zur schnellen Integration in bestehende Produktions- und Logistikprozesse. Einsatz nachhaltiger Materialien und digitaler Zwillinge zur strukturellen Optimierung.
  • Energie: Optimierung des Energieverbrauchs durch intelligente Ladestrategien, Einsatz von Solid-State-Batterien und Integration erneuerbarer Energiequellen. Entwicklung von Energiemanagementsystemen zur Maximierung der Betriebszeiten.
  • Antrieb: Entwicklung effizienter, lärmarmer Elektromotoren und adaptiver Antriebssysteme für präzise Bewegungssteuerung. Einsatz KI-gestützter Algorithmen zur Pfadoptimierung und Bewegungsprädiktion.
  • Sensorik: Integration multimodaler Sensorik (z. B. LiDAR, RGB-D-Kameras, Inertialsensoren) zur Echtzeit-Umgebungswahrnehmung. Entwicklung KI-gestützter Sensorfusion zur Navigation und Objekterkennung in komplexen Szenarien.
  • Kommunikation: Implementierung latenzarmer 5G-Kommunikation zur Echtzeit-Datenübertragung. Entwicklung sicherer Kommunikationsarchitekturen mit IT-Security, Edge-Computing und digitaler Zwillinge zur Fernüberwachung und -steuerung.
Innovationsgehalt:
  • Modularität und Selbstkonfiguration für schnelle Anpassung an neue Aufgaben.
  • Einsatz nachhaltiger Materialien und digitaler Zwillinge zur strukturellen Simulation.
  • Integration intelligenter Energiemanagementsysteme mit KI-Optimierung.
  • Nutzung von Solarenergie und Solid-State-Batterien zur Reduktion des CO₂-Fußabdrucks.
  • Entwicklung adaptiver Antriebssysteme mit hoher Energieeffizienz.
  • Geräuschreduktion und Vibrationsdämpfung durch intelligente Regelungstechnik.
  • Echtzeitfähige Sensorfusion für präzise Navigation und Objekterkennung.
  • KI-gestützte Umgebungsmodellierung für autonome Entscheidungsfindung.
  • Nutzung von 5G und IoT zur sicheren, skalierbaren Vernetzung.
  • Integration digitaler Zwillinge zur Prozessoptimierung und Fernwartung.
TEL-2: Assistive Robotersysteme für Mensch-Technik-Kollaboration

Diese Entwicklungslinie fokussiert sich auf die Entwicklung intelligenter, sicherer und intuitiv bedienbarer Robotersysteme zur Unterstützung des Menschen in dynamischen Arbeitsfeldern wie Industrie, Handwerk, Pflege und Medizin. Ziel ist es, durch multimodale Interaktion, adaptive Greiftechnologien und KI-gestützte Entscheidungsfindung eine nahtlose und ergonomische Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine zu ermöglichen.

FuE-Aufgaben: 
  • Interaktion: Entwicklung multimodaler Schnittstellen (Sprache, Gesten, taktile Eingaben) zur intuitiven Steuerung von Robotersystemen in sensiblen Arbeitsfeldern.
  • Greiftechnologie: Integration adaptiver, sensorisch rückgekoppelter Greifer zur sicheren Handhabung variabler Objekte in Echtzeit.
  • Autonomie: Einsatz KI-basierter Algorithmen zur Bewegungsprädiktion, Kollisionsvermeidung und autonomen Entscheidungsfindung in komplexen Umgebungen.
  • Ergonomie: Gestaltung ergonomischer Handhabungssysteme zur Reduktion körperlicher Belastung und zur Verbesserung der Arbeitsplatzsicherheit.
  • Energieeffizienz: Entwicklung mobiler Assistenzsysteme mit intelligenter Energieversorgung und nachhaltigem Betrieb.
Innovationsgehalt:
  • Synchronisierte Eingabemethoden für Sprache, Gesten und taktile Signale zur natürlichen Mensch-Roboter-Interaktion.
  • Einsatz weicher, adaptiver Materialien für präzise und sichere Handhabung empfindlicher Objekte.
  • Echtzeitfähige, KI-gestützte Lernsysteme zur autonomen Anpassung an wechselnde Aufgaben und Umgebungen.
  • KI-gestützte Sicherheitsarchitekturen zur Vermeidung physischer und digitaler Risiken in der Mensch-Roboter-Kollaboration.
  • Nahtlose Einbindung assistiver Robotersysteme in bestehende Prozesse zur Steigerung von Effizienz und Akzeptanz.
TEL-3: Nachhaltige Robotersysteme für Kreislaufwirtschaft und Energieeffizienz

Diese Entwicklungslinie adressiert die Entwicklung ressourcenschonender Robotiklösungen zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und zur Reduktion des ökologischen Fußabdrucks. Im Fokus stehen automatisierte Demontageprozesse, intelligente Recyclingtechnologien, nachhaltige Materialwahl sowie energieoptimierte Steuerungssysteme und digitale Infrastrukturen für den effizienten Betrieb vernetzter Robotersysteme.

FuE-Aufgaben: 
  • Demontage: Entwicklung automatisierter Systeme zur Zerlegung komplexer Produkte (z. B. Batterien, Elektronik) zur Rückgewinnung wertvoller Materialien.
  • Materialerkennung: Einsatz KI-gestützter Sensorik zur präzisen Identifikation und Trennung von Materialverbunden.
  • Energieoptimierung: Entwicklung intelligenter Steuerungs- und Ladesysteme zur Reduktion des Energieverbrauchs und Verlängerung der Betriebszeiten.
  • Nachhaltige Materialien: Integration recycelbarer, biobasierter und ressourcenschonender Werkstoffe in Robotikkomponenten.
  • Digitale Infrastruktur: Aufbau energieeffizienter, skalierbarer IT-Systeme zur Steuerung, Überwachung und Vernetzung von Robotersystemen in Echtzeit.
Innovationsgehalt:
  • KI-basierte Trennalgorithmen für komplexe Materialkombinationen mit hoher Rückgewinnungsquote.
  • Einsatz von Solid-State-Batterien, erneuerbaren Energien und intelligentem Energiemanagement zur Optimierung der Umweltbilanz.
  • Entwicklung modularer Designs mit nachhaltigen Alternativen zu kritischen Rohstoffen.
  • Echtzeitintegration physischer Prozesse in virtuelle Modelle zur Prozessoptimierung und Ressourcenschonung.
  • Nutzung energieeffizienter Rechenzentren, Edge-Computing und sicherer Kommunikationsarchitekturen für vernetzte Robotiklösungen.
TEL-4: Sichere Robotersysteme und digitale Anwendungen

Der Fokus dieser Entwicklungslinie liegt auf der Entwicklung sicherer, intelligenter und vernetzter Softwarelösungen zur Steuerung, Überwachung und Analyse von Robotersystemen. Dies umfasst KI-gestützte Entscheidungsfindung, digitale Zwillinge, Teleoperation, IT-Sicherheit sowie die Integration robuster Kommunikations- und Steuerungssysteme für den Einsatz in dynamischen und sensiblen Umgebungen.

FuE-Aufgaben: 
  • Steuerung: Entwicklung intuitiver, KI-gestützter Steuerungssysteme für Robotersysteme mit Fokus auf Echtzeitfähigkeit, Bewegungsprädiktion und adaptives Verhalten.
  • Überwachung: Implementierung sicherer Fernwartungs- und Teleoperationslösungen zur Überwachung und Steuerung vernetzter Robotersysteme in Echtzeit.
  • Datenanalyse: Entwicklung digitaler Zwillinge und KI-basierter Analysewerkzeuge zur Optimierung von Energieverbrauch, Prozesssicherheit und Ressourceneinsatz.
  • IT-Sicherheit: Aufbau integrierter Sicherheitsarchitekturen zur Abwehr von Cyberangriffen und zur Sicherstellung der Systemstabilität.
  • Nachhaltigkeit: Entwicklung energieeffizienter Softwarelösungen und Kommunikationsprotokolle zur Reduktion des Ressourcenverbrauchs in vernetzten Systemen.
Innovationsgehalt:
  • Einsatz von maschinellem Lernen zur autonomen Entscheidungsfindung, Fehlererkennung und Prozessoptimierung.
  • Echtzeitfähige Kopplung physischer Systeme mit virtuellen Modellen zur Simulation, Steuerung und vorausschauenden Wartung.
  • Entwicklung skalierbarer Sicherheitslösungen mit Anomalieerkennung, verschlüsselter Kommunikation und selbstheilenden Systemen.
  • Latenzarme Fernsteuerungssysteme mit hoher Ausfallsicherheit für kritische Anwendungen in Industrie, Medizin und Infrastruktur.
  • Schaffung interoperabler Plattformen zur nahtlosen Einbindung von Robotiklösungen in bestehende digitale Infrastrukturen.