Gegensteuerung im industriellen Umfeld

Technologie.Transfer.Anwendung.

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Der Mensch im Fertigungssystemvon morgen:Gestensteuerung imindustriellen Umfeld

Lars Schubert

Stuttgart, 19.09.2016

New Technology To Market (NTTM)

Innovation Partner der

© 2015 Steinbeis | Technologie.Transfer.Anwendung. | Steinbeis-Innovationszentrum New Technologies to Market www.steinbeis.de/su/1698 2

Menschen im industriellen Umfeld als Kernkompetenz –warum wir sie brauchen!


Herausforderung - Mensch im Fertigungssystem

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Das große Potenzial von Industrie 4.0:Humane Intelligenz und Kompetenz besser in komplexe Fertigungssysteme zu integrieren anstatt nur durch Automatisierung zu ersetzen.


Industrie 4.0 Internet of Things (IoT)

Das große Potenzial von Industrie 4.0:Eine große Anzahl an neuen Technologien und Sensortypen ermöglichen ganz neue Ansätze - insbesondere für Menschen.

Cyber Physical Things Human


Industrie 4.0 Menschintegration -Entwicklungsachsen

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Transformation und Nutzung von verfügbaren Sensoren aus dem Konsumermarktzur menschlichen Zustandsanalyse

Achse 1 - Barrierefreies Erfassen personenbezogener Informationen

Quelle

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Transformation effizienter Kommunikations-technologien für die Fertigung

Achse 2 - Barrierefreie Kommunikationsintegration von Menschen und Maschinen innerhalb eines Fertigungssystems

Quelle

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Gestensteuerung auf der Gartern Hype-Curve 2015/2016

Hype Cycle for Emerging Technologies 2015 Hype Cycle for Emerging Technologies 2016


Gestensteuerungstechnologien

Wired gloves. Depth-aware cameras. Stereo camerasGesture-based controllers Single 2D camera Radar.

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Source: techliveinfo.com

Source: lelong.com.my

Source: hackmag.com

Source: geeky-gadgets.com

Source: nintendo.comSource: technocrazed.com

Source: Microsoft.com


Anwendungsfelder – Gestensteuerung im industriellen Umfeld

Digitale Informationsnavigation durch Gestensteuerung

Quelle

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Datenerfassung durch Gesten

Quelle

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Mensch-Maschine-Integration durch Gestensteuerung

Quelle

: iF

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Gestensteuerung KINECT Kamera Funktionsweise

Sensorik

Sonsorsystem bestehend aus:

• Infrarot-Projektor

• Infrarot-Tiefenkamera

• Farbkamera

• Die aktuell genutzte Technologie basiert auf Sensorsystemen die u.a. bei Videospielen eingesetzt werden.

• Sensorik ermöglicht die Erfassung von Bewegungen und Gesten im Rahmen einer softwaregestützten Auswertung.

• Grundlage hierzu ist ein Skelettmodell zur Identifizierung, Interpretation und Umsetzung von gestenbasierten Steuerbefehlen und zur Analyse von Bewegungen.

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Computer

Genauigkeit:

Räumliche Auflösung x/y Richtung (2m Abstand vom Sensor): 3 mm

Tiefenauflösung in z Richtung (2m Abstand vom Sensor): 10 mm 6 m


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© iFAKT GmbH, 13.11.2016

Beispiel Informationsnavigation – iMIRA (Mixed Reality)

Quelle: iFAKT

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Quelle: iFAKT

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Anwendungsbeispiel CAD Navigation Flugzeug- und Fahrzeugbau (Mixed Reality)

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ErgonomieAnalyses

ZeitErfassung

Material-fluss

Beispiel Datenerfassung – Prozesserstellung und -verfolgung

Source: iFAKT GmbH



Aufbau KINECT Handarbeteitsplatz


3D-Sensorik und berührungsfreie Steuerung

Weitere Anwendungsfelder und Potentiale im industriellen Umfeld

Gestensteuerung bietet weitreichende Entwicklungspotenziale und Anwendungsfelder in der Industrie. Beispiele sind:

• Analyse von 3D-Bewegungen, Gesten und dynamischen Abläufen z.B. im Rahmen von Maßnahmen zur Optimierung von Arbeitsabläufen

• Umsetzung von bewegungs- und gestenbasierten Steuerbefehlen

• Identifizierung von 3D-Geometrien

• Qualitätssicherungsmaßnahmen

• Arbeitssicherheit und Überwachung von Räumen


Beispiel Steuerung und Navigation – OP Saal

Anwendungsbeispiel Medizintechnik

Eine modulare Plattform Gestensteuerung erlaubt die flexible Anbindung von Maschinen, Geräten und Softwareapplikationen an die berührungsfreie und intuitiv erlernbare Steuerung:

• Steuerung von Infrastruktur im OP wie z.B. Lichtgebung, OP-Tisch, etc.

• OP-Vorbereitung: Navigation in komplexen 3D-Modellen

• Sterilgutaufbereitung

• Mitarbeitersicherheit


Informationsnavigation – MRT Bild Navigation

Anwendungsbeispiel Medizintechnik

Eine modulare Plattform Gestensteuerung erlaubt die flexible Anbindung von Maschinen, Geräten und Softwareapplikationen an die berührungsfreie und intuitiv erlernbare Steuerung:

• Steuerung eines EDV-Systems: Beispiel Betrachtung einer MRT Sequenz / DICOM Bildern

• Weitere denkbare Einsatzbereiche: Reinraum, Sterilisation, Schulung, OP-Vorbereitung

• AAL: Unterstützung eines selbstbestimmten Lebens im Alter

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Gestensteuerung ein Bestandteil der Mensch-Maschine Schnittstelle im Industriellen Umfeld


Bestehende Herausforderungen für die Gestensteuerung im industriellen Umfeld

• Akzeptanz der Datenerhebung von personenbezogenen Informationen am Arbeitsplatz

• Rechtliche Aspekte der Datenerfassung, -haltung und -auswertung

• Industrietauglichkeit von Standard Sensorik aus dem Konsumbereich (Erfüllen von Normen – IP54, etc.)

• Bilddatenerfassungsgenauigkeit und Auswertungsgenauigkeit

• Mobilität der Geräte (Funkverbindung, Datenmengen, etc.)

Gegensteuerung im industriellen Umfeld

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