Zuverlässigen Helferleins für viele Anwendungsfälle

Serviceroboter, die mit Standards unser Leben einfacher machen

Maschinen sind aus dem modernen Leben des 21. Jahrhunderts kaum mehr wegzudenken. Dazu gehören auch Roboter – zum Beispiel in der Industrie in der Autoherstellung oder bei der Inspektion. Nun gewinnen aber Serviceroboter im professionellen und privaten Bereich zunehmend an Bedeutung.

 

Was ist ein Serviceroboter?

 

Der Name sagt es bereits: für Serviceroboter stehen die Bedürfnisse des Menschen im Mittelpunkt. Das betrifft den professionellen Bereich z. B. mit Melkrobotern, fahrerlosen Transportsystemen und Roboter-assistierten Chirurgiesystemen. Diese Services werden von einem Fachpersonal bedient und überwacht.

Im privaten Bereich helfen Roboter im Haushalt und bei der Gartenarbeit, sie unterstützen bei nicht-kommerziellen Tätigkeiten und werden von Laien bedient. Beispiele für diese Kategorie sind Roboter-Butler, Staubsauger- und Rasenmähroboter oder automatisierte Rollstühle.

Sie alle haben mittlerweile einen festen Platz am Markt, laut der International Federation of Robotics (IFR) mit steigender Nachfrage. Rund 3,7 Milliarden US-Dollar wurden zuletzt für Serviceroboter im privaten Gebrauch ausgegeben. Bis 2022 wird sich der Markt voraussichtlich verdreifachen.

Standards in der Robotik

Sicherheit in der Zusammenarbeit zwischen Menschen und Robotern

ÖNORM EN ISO 13482:2012 11 15

Fokus auf die funktionale Sicherheit von persönlichen Assistenzrobotern

Mehr als Science Fiction

In Science Fiction-Filmen oder -Büchern sind Roboter schon lange Teil der dargestellten Realität. Im realen Leben setzen Menschen Roboter vor allem im Bereich der Industrierobotik ein. Roboterarme erledigen in der Produktion vordefinierte Arbeitsschritte der Automobilindustrie, der industriellen Fertigung, beim Transport und der Verpackung, um nur einige Beispiele zu nennen.

In Japan geht man einen Schritt weiter. Aufgrund der vorhandenen sozialen Akzeptanz werden Roboter verstärkt für Serviceleistungen eingesetzt: Sie unterstützen das Personal in Krankenhäusern und in der Altenpflege bei täglichen Arbeiten, die für Menschen zu anstrengend sind, wie beim Heben und Tragen von schweren Gegenständen und sogar Personen.

In diesem Fall bietet ein Exoskelett die nötige Unterstützung. Für Personen mit Beeinträchtigungen kann ein Exoskelett die Möglichkeit sein, selbstständig zu gehen. Auch humanoid aussehende Roboter sind im Einsatz, z. B. um Patienten im Krankenhaus zu begrüßen oder ihnen den Weg zu weisen.

Ein Beispiel für einen menschenähnlichen Roboter ist Roboter Pepper, der Mimik und Gestik, sowie Emotionen versteht und darauf reagieren kann.

Neuer internationaler Standard soll Akzeptanz erhöhen

Das japanische Standardisierungskomitee hat einen Vorschlag für die Entwicklung eines internationalen Standards eingebracht, für die ISO 5124 „Services provided by service robots – safety management systems”.

Der neue ISO-Standard definiert die Anforderungen an ein Sicherheitsmanagementsystem für Serviceleistungen von Robotern. Das soll Vertrauen und Akzeptanz schaffen. Beides Grundvoraussetzungen, damit Roboterdienste in Zukunft mehr Aufgaben übernehmen können.

Die Einsatzgebiete sind vielfältig, in Lagerhallen, Werksgeländen oder im medizinischen Bereich. In Japan, Singapur oder China unterstützen Serviceroboter zum Beispiel bei Führungen durch einen mobilen Bediensteten oder die Pflege durch einen physischen Assistenten.

Während die schon vorhandene ISO 13482 „Roboter und Robotikgeräte“ ein Sicherheits-Produktstandard für Hersteller ist, erfüllt die ISO 5124 eine neue Aufgabe:

Sie gibt dem Service-Provider ein Sicherheitsmanagementsystem in die Hand – als Instrument für den sicheren Einsatz im jeweiligen Anwendungsfall. Sie greift damit den Trend auf, Serviceleistungen von Roboter anzumieten.

Trend: Robot as a Service (RaaS)

Service-Roboter werden in den meisten Fällen vermietet. Die Roboter-Services für Endkunden bereitzustellen, bezeichnet man als Robot as a Service (RaaS). Mit der ISO 5124 werden die Sicherheitsleistungen von Roboter-Services verbessert. Der neue Standard wird damit den Marktentwicklungen gerecht.

Die ISO 5124 Services provided by service robots – safety management systems” soll 2023 veröffentlicht werden.

Österreich und die Robotik

Österreich ist bei der Entwicklung von internationalen Standards im Bereich der Robotik aktiv beteiligt, so auch bei der neuen ISO 5124. Das stärkt den Wirtschaftsstandort. „Serviceroboter haben nun endgültig Europa erreicht“, so Maximilian Papa, ehemaliger stellv. Studiengangsleiter Mechatronik/Robotik der FH Technikum Wien. Er war im Komitee 028 „Lagerung / Tribotechnik / Verzahnung / Werkzeugmaschinen / Werkzeuge“ an der Entwicklung von Standards beteiligt.

Er ergänzt: „Neben den bekannten Staubsaug- und Rasenmähroboter wird unter anderem auch im Bereich der Pflegeunterstützung und der näheren Interaktion mit dem Menschen geforscht.“

Das Ziel ist es, die Produktion und das Know-how ins Land zu holen und „Robotik als Dienstleistung“ für österreichische Anbieter zu ermöglichen. 

Das unterstreicht auch Erwin Schoitsch, Senior Research Fellow im Center for Digital Safety & Security des Austrian Institute of Technology AIT. Er hat ebenfalls den Standard mitentwickelt. „Ein Sicherheitsmanagementsystem nach ISO 5124 unterstützt vor allem kleinere Betriebe beim Kauf und der Wartung von Service-Robotern“, ergänzt er.

Komitee 028 LAGERUNG / TRIBOTECHNIK / VERZAHNUNG / WERKZEUGMASCHINEN / WERKZEUGE

Serviceroboter können die Lebensqualität verbessern. In einigen Ländern werden Roboter bereits für Serviceleistungen eingesetzt, z. B. im Bereich der Pflege oder des Transports.

Bringen Sie Ihr Know-how direkt in das Komitee ein, um das Sicherheitsmanagement zu verbessern.

 

Hintergrundwissen

Die ISO 5124 soll die Sicherheitsleistungen von Roboterservices in Zukunft verbessern. Die funktionale Sicherheit ist Thema der wichtigsten Standards der Industrierobotik. Waren Menschen und Roboter bisher durch Absperrungen getrennt und abgesichert, teilen sie sich nun oftmals ihren Arbeitsplatz.

Die Technische Spezifikation ISO/TS 15066:2016 02 15 definiert deshalb Anforderungen an Roboter für diese Zusammenarbeit, den kollaborierenden Roboterbetrieb. Die ÖNORM EN ISO 10218-1:2020 03 15 und die ISO 10218-2:2011 07 01 sind für die Sicherheit von Industrierobotern relevant.

Im Alltag stehen Leihfirmen für Roboter gleich vor mehreren Herausforderungen:

Sie müssen die gesamte Umgebung des zukünftigen Einsatzortes analysieren, beispielsweise die Beschaffenheit des Bodens, von Stufen, Türen, Orientierungshilfen, mögliche bewegliche Hindernisse, Personal und Personen im Einsatzgebiet und deren Verhalten antizipieren.

Auf Grund dieser anwendungs- und ortsbezogenen Informationen müssen die notwendigen Anforderungen zusammengestellt, die geeigneten Roboter ausgewählt und zu beachtende betriebliche Einschränkungen vorgeschrieben werden. Vorhandenes Personal muss eingeschult, die entsprechenden Anleitungen geschrieben und zur Verfügung gestellt werden.

Auch die Wartung und Überwachung des Betriebes der Roboter ist, wenn erforderlich, zu berücksichtigen. Anschließend muss das Managementsystem für die Dauer der Vermietung Aufzeichnungen über mögliche Zwischenfälle führen (auch „Beinahe-Zwischenfälle“, wenn möglich), um Erfahrungswerte zu sammeln und das angebotene Service laufend zu verbessern.

Die Roboter selbst führen ebenfalls Aufzeichnungen. Dabei ist auf die Privatsphäre der Klienten zu achten, z. B. bei der Ausstattung der Roboter mit Kameras, die diese zur Orientierung benötigen, Menschen aber exponieren können, zum Beispiel in der Pflege.

Die größte Herausforderung für Serviceroboter ist auf jeden Fall der Einsatz in einer Umgebung mit Laien als Nutznießer oder „betroffene Drittpersonen“ im Umfeld. Facharbeiter, die mit Industrierobotern arbeiten, sind eingeschult. Serviceroboter in Krankenhäusern, Unternehmen und Supermärkten aber haben es mit Privatpersonen zu tun, die keine Einschulung bekommen haben und den Umgang mit Robotern nicht gewohnt sind.

Der Standard ISO 5124 soll in Zukunft dafür sorgen, dass ihr Betrieb so sicher wie möglich verläuft.

Empfohlene Standards

ÖNORM EN ISO 10218-1:2020 03 15

Robotik - Sicherheitsanforderungen für Industrieroboter - Teil 1: Roboter (ISO/DIS 10218-1:2020)

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ISO 10218-2:2011 07 01

Robots and robotic devices -- Safety requirements for industrial robots - Part 2: Robot systems and integration

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ÖNORM EN ISO 3691-4:2020 11 01

Flurförderzeuge - Sicherheitstechnische Anforderungen und Verifizierung - Teil 4: Fahrerlose Flurförderzeuge und ihre Systeme (ISO 3691-4:2020)

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Andreas Feigl, Committee Manager

Andreas Feigl

Committee Manager