Luka-Beverage – ein KI-basierter mobiler Handhabungsassistent für die Getränkelogistik

In Kürze

»Luka-Beverage« ist ein Serviceroboter, der bei der Handhabung von Getränkeflaschen und schweren Getränkekisten im Handel Abhilfe schafft. Mittels neuer KI-Methoden und eines 3D-Navigationssystems weiß der Roboter genau, wo die Güter stehen, und kann sich autonom und kollisionsfrei bewegen.

Im Detail

Die Projektpartner haben mit »Luka-Beverage« einen Serviceroboter entwickelt, der beim Handling von Getränkeflaschen und schweren Getränkekisten unterstützt. Besonders im beruflichen Alltag des Getränke- und Lebensmittelhandels besteht viel Optimierungspotenzial durch automatisierte Abläufe. Schließlich sind europaweit schätzungsweise 530 Millionen Getränkekisten im ständigen Umlauf. Eine geeignete Automatisierungslösung für diese Umgebung zu gestalten, ist jedoch eine herausfordernde Aufgabe. Enge, dynamische und unstrukturierte Umgebungen wie beispielsweise in Lagerhallen von Getränkemärkten erschweren den Einsatz von Servicerobotern. Hohe Lasten bis zu 20 Kilogramm pro Objekt sind eine weitere Hürde, die nicht alle aktuell verfügbaren Serviceroboter bewältigen können.

Um diese Herausforderungen bewerkstelligen zu können, entwickelten Experten des Unternehmens Mojin Robotics sowie des Fraunhofer IPA ein geeignetes Greifsystem für die bereits zuvor als Prototyp existierende mobile Plattform »Luka« von Mojin Robotics. Hierbei kommen neue KI-Methoden zur Objektlokalisierung zum Einsatz, durch die der Serviceroboter genau weiß, wo sich Kisten und Flaschen auch in unstrukturierten Umgebungen befinden. Somit kann der Serviceroboter das Greifen der schweren Objekte exakt planen. Durch die Integration eines 3D-Navigationssystems von Node Robotics findet sich der Roboter autonom zurecht und legt zudem eine 3D-Karte des freien Arbeitsraums an. »Luka-Beverage« navigiert und bewegt seinen Arm völlig kollisionsfrei, auch wenn ein Sensor mal nicht hinschaut.

Ende 2021 stellten die Projektpartner einen ersten Prototyp fertig, der Misch- und Leergutpaletten aufbauen und Getränkeflaschen handhaben kann. Dafür brachte die Partnerfirma Node Robotics eine bereits in der Automobilproduktion eingesetzte Navigationssoftware für Transportroboter ein. Die Partner Ensinger Mineral-Heilquellen und aktiv markt Manfred Gebauer unterstützten die Testläufe mit Anwendungsfällen. Im Fall von Gebauer griff der Roboter leere Kisten vom Leergutband und stapelte diese geordnet auf Leergutpaletten. Bei Ensinger kommissionierte der Roboter im Lager gemischte Getränkekisten, indem er aus verschiedenen sortenreinen Kisten auf Quellpaletten Flaschen entnahm und diese in zwei mitgeführte Kisten einsortierte.

Mit den Testergebnissen waren alle Beteiligten weitgehend zufrieden. Sie konnten einige wesentliche technische Hürden für den Einsatz des erweiterten »Luka« in den Zielanwendungen überwinden. Allerdings gibt es auch noch weitere Entwicklungsbedarfe. Diese betreffen beispielsweise den Greifer und seine Prozesssicherheit und auch die noch nicht optimale Traglast des Roboterarms, um den Roboter wirtschaftlich nutzen zu können. Dennoch sind die erreichten Projektergebnisse ermutigend, und die Projektpartner gehen davon aus, dass die bereits spezifizierten, folgenden Entwicklungsschritte und Maßnahmen sehr wahrscheinlich zum Erfolg führen werden.