Bremer Forscher wollen Mensch-Maschine-Interaktion sicherer machen

Kollege Roboter

Eine neuartige Lösung für eine sichere Zusammenarbeit von Robotern und Menschen wollen die Partner im Verbundprojekt „KAMeri“ entwickeln. Arbeitsunfälle sollen so reduziert, die körperliche und psychische Gesundheit der Mitarbeiter gefördert werden. Foto: AWS-Institut für digitale Produkte und Prozesse

Bremen - Von Viviane Reineking. Menschen und Maschinen arbeiten künftig immer häufiger und enger zusammen, werden zu Kollegen – etwa bei der Montage in der Automobilindustrie. Ihre Zusammenarbeit sicherer zu machen ist das Ziel eines Forschungsvorhabens des Bremer Robotics Innovation Center (RIC) und seiner Projektpartner.

Gemeinsam entwickeln sie derzeit eine neuartige Gehirn-Computer-Schnittstelle für die Mensch-Roboter-Interaktion. Sie soll die menschlichen Gehirnwellen erfassen und die Steuerung des Roboters an die mentale Verfassung und die Leistungsfähigkeit des Menschen anpassen. Fehler und Unfälle sollen auf diese Weise vermieden, Arbeitsbedingungen verbessert werden.

Um Unfälle und schwerwiegende Fehler bei dieser modernen Arbeitsteilung zu vermeiden, sind der Bremer Wissenschaftlerin Dr. Elsa Kirchner zufolge neue Konzepte nötig, die den Zustand des Menschen stärker beachten. „Einer dieser Ansätze ist die Analyse des mentalen und kognitiven Zustandes“, so die Biologin und Computerwissenschaftlerin. Zentral sind hierbei zum Beispiel die Fragen: Wie gut wird etwas wahrgenommen, wie hoch ist die Aufmerksamkeit, wie gut funktioniert das Nachdenken?

Wissenschaftler vom RIC des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) arbeiten mit drei Partnern deshalb an einem neuartigen Arbeitsschutzkonzept, das auf der Analyse von menschlichen Gehirnströmen basiert. Wie das DFKI und das August-Wilhelm-Scheer-Institut für digitale Produkte und Prozesse (AWSi) in Saarbrücken mitteilen, entwickeln sie dafür ein einfach zu bedienendes Headset mit einem integrierten Brain-Computer-Interface. Dies erfasst demnach mittels der sogenannten Elektroenzephalografie, kurz: EEG, ständig die elektrische Aktivität des Gehirns. Mit Hilfe moderner Analysemethoden, maschinellem Lernverfahren und Künstlicher Intelligenz werden die Daten ausgewertet und kritische Zustände, die die Sicherheit beeinflussen können – wie etwa ein zu hoher Stresspegel, eine nachlassende Konzentrationsfähigkeit und Übermüdung –, erkannt.

Die Informationen werden genutzt, um die Steuerung der Roboter in Echtzeit anzupassen. So soll zum Beispiel bei schwindender Aufmerksamkeit des Arbeiters der Roboter selbstständig die Geschwindigkeit verringern oder zum Beispiel über eine Smartwatch Empfehlungen für Pausenzeiten geben.

Das Projekt „Kognitiver Arbeitsschutz für die Mensch-Maschine-Interaktion“ („KAMeri“) wird bis Juli 2021 vom Bundesforschungsministerium gefördert. Nach Angaben des DFKI soll es nicht nur Arbeitsunfälle aufgrund von Unachtsamkeit oder Überlastung vermeiden helfen, sondern auch die körperliche und psychische Gesundheit der Mitarbeiter fördern. Es gehe darum, „den Menschen weder zu überfordern noch zu unterfordern“, denn es sei bekannt, dass dies das Gehirn langfristig ermüde. Träger des Headsets sollen so optimal unterstützt und die Zusammenarbeit mit einem Roboter angenehm gestaltet werden, so Kirchner.

Der Bremer Wissenschaftlerin zufolge besonders herausfordernd: Systeme zu entwickeln, die möglichst kaum störend Signale des Körpers messen und auswerten können. Besonderes Augenmerk legen die Forscher laut DFKI auch auf die sichere Datenübertragung. Schließlich handele es sich hier „um sehr sensible Gesundheitsdaten“, so die Bremer Projektleiterin. „Sehr bald schon, also in wenigen Jahren“, könnte der kognitive Arbeitsschutz laut der Wissenschaftlerin Einzug in die Praxis halten.

Das Projekt ist Preisträger des Wettbewerbs „Ausgezeichnete Orte im Land der Ideen“, einer Initiative der Bundesregierung und der deutschen Wirtschaft mit dem Namen „Deutschland – Land der Ideen“. Mit dem Wettbewerb werden nach Angaben der Initiative jedes Jahr Projekte ausgezeichnet, „die innovative Antworten auf drängende gesellschaftliche Fragen liefern“.

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