Wie lassen sich Menschen und Maschinen so zusammenbringen, dass beide voneinander profitieren? Diese Frage steht im Mittelpunkt des neuen Kompetenzverbunds Humation – Humanzentrierte Automation, den die Universität Bielefeld und das Fraunhofer IOSB-INA in Lemgo gemeinsam gegründet haben. Ziel ist es, die Interaktion zwischen Mensch, Künstlicher Intelligenz (KI) und Au-tomatisierung so zu gestalten, dass Arbeitsprozesse sicherer, flexibler und effizienter werden und gleichzeitig der Mensch im Zentrum bleibt.

Technologien sollen die Fähigkeiten des Menschen erweitern

„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.“

Der Kompetenzverbund vereint die grundlagenorientierte Forschung der Universität mit der anwendungsnahen Expertise des Fraunhofer IOSB-INA. Diese Verbindung ermöglicht laut einer Pressemeldung praxisnahe Lösungen in Feldern wie kollaborativer Robotik, also Robotern, die gemeinsam mit Menschen arbeiten und der Integration von KI in automatisierte Prozesse.

Neues Forschungslabor verbindet moderne Technik mit menschlicher Erfahrung

Ein Beispiel ist das gemeinsame Projekt „Humation Collaboratory.OWL“: Ein Forschungslabor, das zwei Standorte digital vernetzt – das Forschungsinstitut für Kognition und Robotik (CoR-Lab) in Bielefeld und das Fraunhofer-Institut mit der SmartFactoryOWL 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.-Ing. Jürgen Jasperneite, Direktor des Fraun-hofer IOSB-INA, Lemgo.

Auch das Projekt „EXPLORE“ zeigt, wie Forschung und Industrie zusammenwachsen. Es entwickelt die erste Forschungsplattform für Digitale Zwillinge in Ostwestfalen-Lippe. Digitale Zwillinge sind virtuelle Abbilder realer Maschinen oder Produktionslinien. Sie helfen Unternehmen, Abläufe zu simulieren, zu optimieren und nachhaltiger zu gestalten, bevor sie in der Realität umgesetzt werden.

Arbeitsplätze menschenzentriert gestalten

Im Mittelpunkt der humanzentrierten Automation steht der Mensch als aktiver Gestalter technischer Systeme. Ziel ist nicht, Arbeit vollständig zu automatisieren, sondern Arbeitsplätze menschengerecht zu gestalten. Dabei geht es um Sicherheit, Wohlbefinden und die Erweiterung von Kompetenzen. Auch ethische, rechtliche und soziale Fragen werden von Beginn an in die Forschung integriert. Dieser sogenannte „integrierte Forschungsansatz“ stellt sicher, dass neue Technologien gesellschaftlich verantwortungsvoll entwickelt werden.

Für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) bietet Humation praxisnahe Unterstützung: von Lab-Touren über Fachgemeinschaften bis hin zu Beratungs- und Umsetzungsprojekten. So wird wissenschaftliche Expertise direkt in die regionale Wirtschaft übertragen und umgekehrt fließen die Erfah-rungen der Betriebe in die Forschung zurück.

AI-Robotics als zentrales Element von Humation

Der Ansatz von Humation 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 trägt die Region Ostwestfalen-Lippe dazu bei, Europa als Vorreiter humanzentrierter Automatisierung zu positionieren.

AI-Robotics stellt ein zentrales Element im Kompetenzverbund Humation dar. Die zugrunde liegende Idee besteht darin, Automatisierungslösungen zu entwickeln, indem Roboter von Menschen lernen. Im Rahmen des Imitations- oder Bestärkungslernens werden dazu Daten durch Demonstrationen und autonomes Roboterlernen erfasst. Anhand von dem gewonnenen Bildmaterial, 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.

Weitere Informationen gibt es unter www.iosb-ina.fraunhofer.de.