Automation & Robotics
Forschungsschwerpunkt an der FH Technikum Wien
Mechatronische Systeme und autonome Roboter werden heute bereits nicht nur mehr in der produzierenden Industrie eingesetzt. Getrieben durch technologische Fortschritte kennen wir heute autonome PKW, Saugroboter, humanoide Roboter oder Rettungsroboter. Exemplarisch für solche bereits heute einsatzfähige Roboter zeigt folgende Abbildung einem im Forschungsfeld entwickelten Rettungsroboter, der autonom Menschen in eingestürzten Gebäuden sucht und Gefahrenstoffe bzw. nukleare Strahlung kartographiert.
Solche robotischen Systeme werden uns in naher Zukunft im Alltag unterstützen. Sie gelten als technologischer Kern für die Bewältigung der großen gesellschaftlichen Herausforderungen. Autonome Roboterschwärme auf Ackerflächen oder mitlernende robotische Pflegekräfte sind inzwischen technologisch möglich – heute gilt es die Technologien und Methoden verlässlich, robust sowie gesellschaftlich gewinnbringend weiterzuentwickeln.
Das Forschungsfeld Automation & Robotics fokussiert sich auf die Neu- bzw. Weiterentwicklung von Methoden, Algorithmen und Robotern zur Automatisierung von Prozessen. Dabei kommen neben der Robotik selbst angrenzende unterstützende Technologien und wissenschaftliche Disziplinen zum Einsatz. Basierend auf der Expertise aus den Kompetenzfeldern der Fachhochschule Technikum Wien sowie abgeschlossenen FuE Projekten ist der aktuelle Schwerpunkt auf folgenden Themen:
- Produzierende Industrie: Digitale Produktion, Vernetzte Maschinen und virtuelle Technologien zur Optimierung und Automatisierung von Produktionsprozessen sowie Planung. Dies beinhaltet neben Robotik und Automatisierungstechnik auch Themengebiete wie digitale Zwillinge oder AR/VR. Schlussendlich werden traditionelle Themen des Maschinenbaus wie Simulation (z.B.: Finite-Elemente, Mehrkörper- oder 1D Simulation, CFD) Messtechnik oder Verfahrenstechnik.
- Generative Fertigung: Entwicklung eines Multimaterial Herstellungsprozesses mit medizintechnischem Fokus um spezifische Eigenschaften der gefertigten Teile nach Anforderung einstellen zu können. Filamentherstellung durch Recycling von Kunststoffen. Prototyping mit unterschiedlichen generativen Fertigungsmethoden.
- Serviceroboter: Roboter als Unterstützung für Menschen. Dies beinhaltet neben alltäglichen Szenarien im Haushalt auch Rettungsrobotik.
Um die oben genannten Schwerpunkt umzusetzen greift der Forschungsschwerpunkt auf die Wissenschaftler*innen der Kompetenzfelder aller Departments zurück. Themen wie künstlicher Intelligenz oder intelligente Sensorik werden somit in gleicher Weise abgedeckt wie klassischer Maschinenbau oder Materialwissenschaften.
Während historisch der Fokus der durchgeführten Projekte auf industrielle Anwendungen fokussiert war haben aktuelle Projekte ein wesentlich breiteres Spektrum und rücken den Menschen selbst ins Zentrum. Mit einem Schwerpunkt auf datengetriebene Robotik (beispielsweise Robotik durch generative AI, oder machine learning-basierte Robotik) ist heute der Fokus auf robotische Systeme um den Menschen bei komplexen Aufgaben zu Unterstützen. Die Wahrnehmung der Roboter (sehen, fühlen, hören) ist neben autonomer Entscheidungsfindung basierend auf Daten Kernthema aktueller Forschungsprojekte. Zentral für die heutige Forschungsarbeit sind folgende abgeschlossene Projekte:
- SAMY: Die Programmierung von Roboter ist repetitiv und verlangt Expert*innenwissen. In diesem Projekt wurde eine autonome Pipeline entwickelt, welche es nicht-Expert*innen erlaubt komplette Produktionsanlagen zu automatisieren. SAMY wurde durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft im Zuge der 32. Ausschreibung Produktion der Zukunft unterstützt.
- AI Anwenden und Verstehen: In diesem Projekt wurde eine KI-Lehrplattform für Wiener KMU entwickelt. Der Schwerpunkt war die Verknüpfung von hands-on Beispielen mit Grundlagen. In diesem Projekt wurden einige Use cases in der Technikum Wien Digital Factory umgesetzt. AIAV (Projekts 26-04) wurde durch die MA23 – Wirtschaft, Arbeit und Statistik der Stadt Wien unterstützt.
- UGV-ABC-Probe: In diesem Projekt wurde ein autonomer Rettungsroboter (siehe Abbildung oben auf dieser Seite) entwickelt. Via KI wurde eine Karte von radioaktiver Strahlung erzeugt, welche es Rekruten des Österreichischem Bundesheers ermöglicht potenzielle Gefahrenbereich aus sicherer Entfernung zu identifizieren. UGV-ABC-Probe wurde durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft unterstützt.
- InviS: Dieses Projekt implementiert ein Kompetenzteam für Integration virtueller Systeme in Lehre und Laborübungen. InviS integriert virtuelle Technologien in den Hochschulbetrieb der FH Technikum Wien. Diese Technologien gelten als Schlüssel um den Wandel zur Digitalisierung von Industrie und Produktion zu meistern. Die in InviS erarbeiteten Ergebnisse dienen daher auch zur Entwicklung einer Lehrveranstaltung zum Thema Virtuelle Technologien im industriellen Einsatz realisiert werden. InviS (Projekts 29-11) wurde durch die MA23 – Wirtschaft, Arbeit und Statistik der Stadt Wien unterstützt.
- Lifomul3D: Dieses Projekt implementierte den 3D-Druck von Materialien auf Basis von Lignin, dem zweithäufigsten natürlichen Polymer, das als Nebenprodukt der Zelluloseproduktion anfällt, mittels Projektions-Mikrostereolithografie (PμSL). Ziel ist es, Mikronadel-Elektroden für Elektrokardiografie- (EKG) und Elektroenzephalografie- (EEG) kompatible Langzeitüberwachungsanwendungen zu drucken, bei denen die räumlich kontrollierte elektrische Leitfähigkeit/Isolation eine erhöhte Signalqualität und Langzeitstabilität ermöglicht. Durch einen neuartigen Ansatz für die PμSL-Technologie wurden Strukturgrößen unter 10 µm und Multi-Material-Fähigkeiten erreicht. Lifomul3D wurde von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft unterstützt.
Heutige Forschungsaktivitäten bauen auf diesen Vorhaben auf. Der Fokus aktueller Forschungsaktivitäten sind vollständig autonome Robotersyteme in unterschiedlichen Anwendungsszenarien mit einem Fokus auf produzierende Industrie. Unsere Vision ist es autonome Roboter der Gesellschaft zur Verfügung zu stellen, welche ohne Expert*innenwissen betrieben werden können.
Leitung Kompetenzfeld Digital Manufacturing, Automation & Robotics
Forschungsschwerpunktverantwortlicher Automation & Robotics
Senior Lecturer/Researcher
