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Projekte

MaxiMMI

Multimodale, aufgabenorientierte Bediensysteme zur flexiblen und nutzerzentrierten Mensch-Maschine-Interaktion an Produktionsmaschinen

Übersicht

Das Projekt MaxiMMI adressiert die Problematik der steigenden Informationsdichte heutiger Produktionsmaschinen in Zeiten der wachsenden Heterogenität der Nutzergruppen. Die Zunahme des Anteils älterer Arbeitnehmer infolge des demografischen Wandels in Kombination mit Globalisierungsfolgen wie einem vermehrten Einsatz von Produktionsmaschinen, insbesondere im ostasiatischen Raum, stellen Maschinenhersteller zunehmend vor Probleme hinsichtlich einer angepassten alters- und herkunftsgerechten Maschinenbedienung in der Produktionsindustrie. Die wachsende Komplexität der Maschinen macht sie für den Bediener ohne kostenintensive Schulungen und lange Einarbeitungszeiten immer schwieriger handhabbar. Sie führt zu einer übermäßigen kognitiven Belastung der Werker mit den Folgen einer reduzierten Produktivität und erhöhten Fehleranfälligkeit.

Vorgehen

Im beschriebenen Forschungsvorhaben werden Ansätze für ein neues Maschinensteuerungskonzept erarbeitet, die auf diese Entwicklungen reagieren: In das Zentrum der Mensch-Maschine-Interaktion werden zielgruppengerechte, multimodale Bedienkonzepte wie Multi-Touch, Raumgesten und Sprachsteuerung mit individueller Nutzeradaption gestellt, die intuitive, natürliche Mensch-Technik-Interaktionen ermöglichen. Die Bedienung wird zur Komplexitätsverringerung kontextspezifisch auf unterschiedliche Geräte aufgeteilt. Eine intelligente Kombination aus gesteigertem sensorischen Einsatz und unterstützender Software ermöglicht eine flexiblere Maschinenhandhabung. Im Gegensatz zu heutigen Systemen erkennen dabei die anvisierten Steuerungssysteme den jeweiligen Bediener, identifizieren die individuellen Aufgaben und berücksichtigen die kognitiven, kulturellen und physischen Voraussetzungen. Damit wird eine auf den Nutzer zugeschnittene, sichere, multimodale Mensch-Technik-Interaktion (MTI) entwickelt, die die Effizienz bei der Bedienung und die Technikakzeptanz steigert sowie zu einem positiveren Bedien- und Arbeitserlebnis führt.

Projektziel

Das Ziel des Vorhabens besteht darin, die Grundlagen für einen Paradigmenwechsel von einem Maschinenbedienkonzept mit einzelnem, ortsfestem Human-Machine-Interface (HMI) hin zu einem verstärkten Anwender- und Kontextbezug der HMI-Funktionen zu schaffen, die durch eine integrierte Personenerkennung – stets unter Wahrung der Mitarbeiterinteressen – individuell während der Bedienung auf die Nutzerbedürfnisse ausgerichtet werden können.

Methoden

Dabei werden mobile Client-Geräte wie Smartphones, Tablets, Headsets und projektionsbasierte Visualisierungs- und Bedienoberflächen sowie Sensorik als Erweiterung konventioneller Bedienelemente auf ihre ergonomische und effektive Nutzbarkeit für die Maschinenbedienung untersucht. Im Projekt werden daraus adaptive Bedienkonzepte erarbeitet, die gemäß branchenüblichen Anforderungen unter Berücksichtigung der aktuellen Mitarbeiteraufgabe und Nutzergruppe ein kognitiv unterstütztes Arbeiten mit abgestimmter Informations- und Bedienelementanzeige ermöglichen. Dabei sind situationsabhängig beispielsweise der Standort des Mitarbeiters an der Maschine, seine Blickrichtung sowie die Belegung beziehungsweise Verfügbarkeit seiner Hände für Kommunikations- und für Arbeitstätigkeiten in die Forschungsarbeiten einzubeziehen, um Laufwege, nicht ergonomische Körperhaltungen, informative Reizüberflutung usw. zu vermeiden. Die erarbeiteten, auf intelligent verknüpfter Sensorik zur Erkennung von Bedienintention, Pose und Bediengesten aufbauenden Bedienkonzepte adressieren verstärkt die große Vielfalt unterschiedlicher Fähigkeiten, Lebens- und Arbeitsbedingungen sowie individuelle Anforderungen an die optimierte Maschinenbedienung.

Herausforderungen

Herausforderungen liegen dabei zum einen in der Übertragung geeigneter Technologien um diese im Anwendungsszenario in Zusammenhang mit einem kontextsensitiven, adaptiven HMI-Konzept nutzbar zu machen ohne hierbei die kognitiven Fähigkeiten des Menschen durch eine Fülle an Technik zu überbeanspruchen. Zum anderen ist durch den verstärkten Einsatz von Sensorik auch die Wahrung der Privatsphäre und des Datenschutzes als eine besondere Herausforderung anzusehen.

Projektförderer und Projektträger

Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung.

Betreut durch den Projektträger VDI/VDI Innovation + Technik GmbH