Roboter in Forschung und Wissenschaft

Roboter sind aus der Forschung inzwischen nicht mehr wegzudenken. Besonders Cobots zeichnen sich durch ihre Eigenschaften für den Einsatz zur Laborautomatisierung bzw. in der Forschung im Allgemeinen aus. Deshalb eignen sich kollaborierende Roboter besonders für die Forschung:

• Tätigkeiten im Labor fordern meist eine große Zahl an Wiederholungen exakt der gleichen Aktion, um Ergebnisse zu reproduzieren. Es erfordert aber geradezu übermenschliche Fähigkeiten, stundenlang die gleiche Bewegung auszuführen und mit stets der gleichen Präzision zu wiederholen. Deswegen ist die Wiederholgenauigkeit von Robotern hier von großem Wert.
• Roboter werden nicht müde und brauchen keine Pausen. Daher sind sie für den Einsatz von zeitkritischen Analysen und Tests rund um die Uhr bestens geeignet.
• Aufgrund der geringen Standfläche unserer Leichtbauroboter und ihres Sicherheitssystems, das das Arbeiten ohne große Schutzumhausungen ermöglicht, lassen sie sich auch in begrenzten Umgebungen oder beispielsweise auf einer Arbeitsfläche einsetzen.
• Versuchsaufbauten können sich schnell ändern – gut, dass unsere Roboter auch von unerfahrenen Anwendern innerhalb weniger Minuten umzuprogrammieren sind. So können sie einfach an die neuen Laboranwendungen angepasst werden: Die unkomplizierte Umstellung auf neue Prozesse ermöglicht eine maximale Flexibilität.
• Alle unsere Roboterarme sind nach IP-54 zertifiziert, das heißt, sie sind gegen Staub und Spritzwasser geschützt. Sollten Roboter aber beispielsweise mit korrosiven Materialien arbeiten, können sie ohne großen Aufwand zusätzlich geschützt und auch in dieser Umgebung eingesetzt werden.
• Dank einer schnellen Amortisationszeit und niedrigen Gesamtbetriebskosten ist ein Roboter bei begrenzten Forschungsmitteln die rentabelste Lösung.
• Roboter können problemlos mit gefährlichen Substanzen hantieren oder unter Bedingungen arbeiten, die für Menschen eine körperliche Gefahr darstellen. Laborautomatisierung kann so zum Schutz der Mitarbeiter eingesetzt werden.

Durch den Einsatz von Robotern in der Forschung lassen sich präzisere Ergebnisse erzielen, als es mit Menschenhand möglich ist. Zusätzlich gibt die Automatisierung der Aufgaben den Forschern Zeit, sich anderen hochwertigeren Aufgaben zu widmen, wie beispielsweise dem Auswerten von Ergebnissen oder dem Konzipieren von neuen Versuchsaufbauten. Fazit: Mensch und Roboter sind das perfekte Labor-Team!

Im Krankenhaus Gentofte in Kopenhagen werden zwei UR5 eingesetzt, um Blutproben im Labor zu sortieren und somit deren Analyse zu beschleunigen. Trotz 20-prozentiger Zunahme der Menge an Blutproben werden 90% aller Blutproben innerhalb von einer Stunde analysiert – ohne zusätzliches Personal. Die Roboter erledigen sieben bis acht Röhrchen in der Minute.

Die Cobots automatisieren folgende Tätigkeiten:

• Aufnehmen der Blutproben, Einlegen in den Strichcodescanner
• Fotografieren der Farbe des Probendeckels zur richtigen Einsortierung
• Aufnehmen und Einlegen in die Maschinenbeschickungsvorrichtung zum Zentrifugieren und Analysieren

Doch die Erhebung von Daten findet nicht nur im Labor statt. Forschungsumgebungen können unangenehm oder sogar gefährlich für den Menschen sein, weil sie mit extrem hohen oder niedrigen Temperaturen aufwarten oder beispielsweise sehr staubig sind. Alles kein Problem für Roboter.

So etwa für Julius. Julius ist ein Bergwerkroboter der Technischen Universität Bergakademie Freiberg (TU Freiberg) in Sachsen, der im universitätseigenen Forschungsbergwerk zum Einsatz kommt. Mit seiner Hilfe erforscht das Team, auf welche Weise autonome Roboter wie Julius gefährliche und schwierige Aufgaben im Schacht übernehmen können.

• UR5 Roboterarm auf vierrädriger, besonders geländetauglicher Roboterplattform
• mit 3-Finger-Greifer ausgestattet, der es dem Roboterarm ermöglicht, Handgeräte und Werkzeuge zu nutzen, die ursprünglich für Menschen gemacht sind
• entnimmt Proben und bestimmt Gesteinszusammensetzungen mittels Röntgenfluoreszenzanalyse-Handscanners
• mit Scheinwerfern und Laserscannern ausgestattet, um 3D-Scans zu erstellen
• Stereokamerasystem ermöglicht den Blick nach vorne sowie nach hinten zur Navigation durch den Schacht
• liefert Daten zur akkuraten Kartographie und Vermessung von Schächten

Egal ob die Forschungsumgebung heiß, kalt oder staubig ist oder die Aufgabe absolute Präzision verlangt, Cobots sind in der Lage, sich ihrer Arbeitsumgebung flexibel anzupassen. Der Industrieroboter punktet da, wo die menschliche Präzision ihre Grenzen erreicht. Bei der Laborautomatisierung können Roboter flexibel und effektiv eingesetzt werden und bieten dabei kostensenkend und ressourcenschonend einen Mehrwert für viele unterschiedliche Forschungsziele.