Verfügbarkeit: Mensch-Roboter-Kollaboration

Mensch-Roboter-Kollaboration:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Weitere Verfasser:	Buxbaum, Hans-Jürgen (HerausgeberIn)
Format:	Tagungsbericht Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Wiesbaden Springer Gabler [2020]
Schlagworte:	Mensch-Maschine-Kommunikation Kooperation Arbeitssicherheit Industrieroboter Serviceroboter Assistenzsystem Technikbewertung Faktor Mensch Arbeitsplatzgestaltung Kollaboration > Informatik Mensch-Maschine-System Roboter Interdisziplinarität Assistenzsysteme in Rehabilitation, Pflege und Gesundheitswesen Ethische Perspektiven in der MRK Folgenabschätzung und Szenarien der MRK Mensch-Roboter-Kollaboration in der Industrie Neurorobotik Konferenzschrift > 2019 > Ladenburg
Online-Zugang:	Inhaltstext http://www.springer.com/ Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XVII, 317 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 16.8 cm, 571 g
ISBN:	9783658283063 3658283068

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Datensatz im Suchindex

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 DIE MASCHINE AN MEINER SEITE ............................................................................... 1 OLIVER BENDEL 1.1 EINLEITUNG ......................................................................................................... 1 1.2 GRUNDLAGEN DER MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION ......................................... 2 1.3 DIMENSIONEN DER BESCHREIBUNG ..................................................................... 3 1.3.1 NAEHE .................................................................................................... 3 1.3.2 KOERPER ................................................................................................ 4 1.3.3 INTERAKTION UND KOMMUNIKATION ....................................................... 5 1.3.4 RAUM .................................................................................................. 6 1.3.5 RESSOURCEN .......................................................................................... 6 1.3.6 SYSTEM ..................................................................................... 7 1.3.7 DAS GEMEINSAME OBJEKT ................................................................... 8 1.3.8 ARBEIT .................................................................................................. 8 1.4 ETHISCHE FRAGEN ............................................. 9 1.4.1 VERANTWORTUNG UND HAFTUNG .............................................................. 9 1.4.2 VERLUST UND VERAENDERUNG DER ARBEIT ................................................. 10 1.4.3 UEBERWACHUNG UND PRIVATSPHAERE ....................................................... 11 1.4.4 KAMPF UM RAUM UND RESSOURCEN ................................................... 11 1.4.5 MASCHINELLE MORAL ............................................................................. 12 1.5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK .................................................................. 13 LITERATUR ..................................................................................................................... 13 2 EVOLUTION ODER REVOLUTION? DIE MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION ..................... 15 HANS-JUERGEN BUXBAUM UND MARKUS KLEUTGES 2.1 EINLEITUNG .................................................................. 16 2.2 ENTWICKLUNG DER ROBOTIK ............................................................................... 16 2.3 MRK ............................................................................................................... 20 2.4 ARGUMENTE FUER BZW. GEGEN MRK ................................................................... 22 2.5 NUTZENDIMENSIONEN DER MRK ........................................................ 23 2.5.1 FLAECHENNUTZUNG ................................................................................. 23 2.5.2 ERGONOMIE .......................................................................................... 23 IX X INHALTSVERZEICHNIS 2.5.3 FLEXIBILITAET ........................................................................................... 24 2.5.4 INTUITIVITAET ............................................................................................ 26 2.5.5 PERIPHERIE ............................................................................................ 26 2.6 SICHERHEIT IN DER MRK .................................................................................... 27 2.7 SCHADENSBEGRENZUNG ...................................................................................... 28 2.8 BETRIEBSARTEN .................................................................................................. 29 LITERATUR ..................................................................................................................... 30 3 ARBEITSWISSENSCHAFTLICHE ASPEKTE DER MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION ........ 35 RUTH HAEUSLER UND OLIVER STRAETER 3.1 EINLEITUNG ......................................................................................................... 35 3.2 VERBESSERN TECHNISCHE HILFSMITTEL DIE SICHERHEIT? ERFAHRUNGEN AUS DER AVIATIK ............................................................................................................. 37 3.3 MENSCHEN IM EINSATZ - ,JMIND THE GAP! * .................................................... 39 3.3.1 VEREINFACHTE INFORMATIONSVERARBEITUNG DURCH SCHEMATA ................. 40 3.3.2 AUTOMATISIERUNG DER HANDLUNGSAUSFUEHRUNG .................................... 41 3.3.3 EFFIZIENZ UND FEHLERANFAELLIGKEIT ALS KEHRSEITEN DER MEDAILLE ........ 43 3.4 AUSWIRKUNGEN DER TECHNIKGESTALTUNG AUF DEN MENSCHEN ........................... 45 3.4.1 MENTALE NEBENEFFEKTE TECHNISCHER HILFSMITTEL ............................... 45 3.4.2 MOTIVATIONALE NEBENEFFEKTE TECHNISCHER HILFSMITTEL ....................... 46 3.5 TECHNIK- UND SYSTEMGESTALTUNG: MTO ODER TOM - EINE FRAGE DER PRIORITAET .......................................................................................................... 47 3.6 FAZIT ................................................................................................................. 52 LITERATUR ..................................................................................................................... 54 4 ETHISCHE PERSPEKTIVEN DER MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION ................................ 55 PETER REMMERS 4.1 EINLEITUNG ........................................................................................................ 56 4.2 WELCHE ROLLE SPIELEN ETHISCHE UEBERLEGUNGEN IN DER TECHNIKENTWICKLUNG? ...................................................................................... 57 4.3 MRK IN DER ARBEITSWELT: VON ERSETZUNGSSZENARIEN ZUR MRK ..................... 58 4.3.1 FUNKTIONALE SICHERHEIT UND EIGENVERANTWORTLICHES HANDELN .......... 60 4.3.2 WER TUT WAS? SELBSTBESTIMMUNG VS. TECHNISCHE FREMDBESTIMMUNG ............................................................................. 61 4.3.3 DIE ZERGLIEDERUNG VON AUFGABEN IN DER MRK: WAS BLEIBT FUER DEN MENSCHEN UEBRIG? ............................................................................... 62 4.3.4 MASCHINELLE TAETIGKEITEN UND MENSCHLICHE FAEHIGKEITEN .................... 63 4.3.5 FLEXIBLE ALLOKATION ALS LOESUNG? ...................................................... 64 4.4 VERMENSCHLICHUNG IN DER MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION ......................... 65 LITERATUR ..................................................................................................................... 67 5 WO KANN TEAMWORK MIT MENSCH UND ROBOTER FUNKTIONIEREN? ......................... 69 BERND KUHLENKOETTER UND ALFRED HYPKI 5.1 MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION IN DER MONTAGE .......................................... 70 INHALTSVERZEICHNIS XI 5.2 ERMITTLUNG VON MRK-POTENTIALEN VON ARBEITSPLAETZEN MITTELS QUICK-CHECK .................................................................................................. 71 5.3 SIMULATIONSGESTUETZTE PLANUNG VON MRK-ARBEITSPLAETZEN MITTELS EMA WORK DESIGNER ........................................................................................ 74 5.4 MANUELLE MONTAGESZENARIEN BEIM ANWENDER KARL DUNGS GMBH & CO. KG ............................................................................................ 77 5.5 DIE REALISIERUNGEN .......................................................................................... 78 5.5.1 BOLL AUTOMATION GMBH UND KARL DUNGS GMBH & CO. KG .......... 78 5.5.2 LEOPOLD KOSTAL GMBH & CO. KG ..................................................... 83 5.5.3 ALBRECHT JUNG GMBH & CO. KG ...................................................... 84 5.6 AKZEPTANZFOERDERUNG DURCH BETEILIGUNG VON BESCHAEFTIGTEN UND BETRIEBSRAT AM EINFUEHRUNGSPROZESS ...................................................... 85 5.7 ZUSAMMENFASSUNG .......................................................................................... 86 5.8 FOERDERHINWEIS ...................... 87 ANHANG ..................................................................................................................... 87 LITERATUR ..................................................................................................................... 89 6 KOOPERATION UND KOLLABORATION MIT SCHWERLASTROBOTEM - SICHERHEIT, PERSPEKTIVE UND ANWENDUNGEN ............................................................................... 91 DRAGOLJUB SURDILOVIC, ARTURO BASTIDAS-CRUZ, KEVIN HANINGER UND PHILIPP HEYNE 6.1 KOLLABORATIVE SCHWERLASTROBOTER ................................................................... 92 6.2 KOOPERATION VS. KOLLABORATION ....................................................................... 94 6.2.1 MENSCH-ROBOTER KOOPERATION ............................................. 95 6.2.2 MENSCH-ROBOTER KOLLABORATION ........................................................ 99 6.2.3 MENSCH-ROBOTER-KOOPERATION/-KOLLABORATION .................................... 102 6.3 ZEIT-RAUM-MENSCH-ROBOTER-MODELLE ............................................................. 103 LITERATUR ....................................................................................................................... 106 7 MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION - WICHTIGES ZUKUNFTSTHEMA ODER NUR EIN HYPE? ........................................................................................................... 109 KONRAD WOELLHAF 7.1 FASZINATION ROBOTER .......................................................................................... 109 7.2 FAEHIGKEITEN VON ROBOTERN ................................................................................ 110 7.3 DIE THESE ........................................................................................................... 111 7.3.1 ROBOTER SOLLEN STARK UND SCHNELL SEIN UND EINE GROSSE REICHWEITE BESITZEN ....................................... 111 7.3.2 KEINE SCHUTZZAEUNE ................................................................................ 111 7.3.3 EINFACHE PROGRAMMIERUNG ................................................................... 113 7.3.4 INTELLIGENTE ROBOTER .............................................................................. 113 7.4 RESUEMEE ............................................................................................................. 114 LITERATUR ....................................................................................................................... 115 XII INHALTSVERZEICHNIS 8 NEURAL-GESTEUERTE ROBOTIK FUER ASSISTENZ UND REHABILITATION IM ALLTAG ......... 117 SUIJO R. SOEKADAR UND MARIUS NANN 8.1 GEHIRN-COMPUTER-SCHNITTSTELLEN ZUR AKTIVEN KONTROLLE ROBOTISCHER SYSTEME BEI LAEHMUNGEN .................................................................................. 118 8.2 REHABILITATIVE ASPEKTE NEURAL-GESTEUERTER ROBOTIK ........................................ 120 8.3 TRAGBARE UND KABELLOSE SENSOREN UND BIOSIGNAL-VERSTAERKER .......................... 122 8.4 ECHTZEIT-SIGNALVERARBEITUNG UND INTERPRETATION ............................................... 124 8.5 SPEZIELLE ANFORDERUNGEN AN DIE AKTORIK/BIOMECHANIK IM KONTEXT DER MOBILISIERUNG GELAEHMTER GLIEDMASSEN ............................................................. 124 8.6 KONTEXTSENSITIVITAET ALS VORAUSSETZUNG FUER DIE INTEGRATION IN DEN ALLTAG ... 126 8.7 RECHTLICH-REGULATORISCHE HERAUSFORDERUNGEN ................................................. 127 8.8 AUSBLICK IN DIE ZUKUNFT: NEURAL-GESTEUERTE EXOSKELETTE IN DER MEDIZINISCHEN VERSORGUNG 2030 ................................................................... 128 LITERATUR ........................................................................................................................ 129 9 MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION IN DER MEDIZIN ................................................... 133 ANDREAS KEIBEL 9.1 MOTIVATION ......................................................................................................... 133 9.2 ROBOTER IN DER THERAPIE .................................................................................... 134 9.3 BEISPIELE FUER MEDIZINPRODUKTE MIT ROBOTERN ................................................. 136 9.4 ZUSAMMENFASSUNG ............................................................................................. 142 LITERATUR ........................................................................................................................ 142 10 MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION - ANFORDERUNGEN AN EINE HUMANE ARBEITSGESTALTUNG ..................................................................................................... 145 DETLEF GERST 10.1 EINLEITUNG ......................................................................................................... 146 10.2 GROSSE HOFFNUNGEN, VIELE FRAGEN, WENIGE ANTWORTEN .................................. 146 10.3 KRITERIEN EINER FOLGENABSCHAETZUNG ................................................................ 148 10.3.1 AKZEPTANZ .......................................................................................... 150 10.3.2 GELINGENDE INTERAKTION VON MENSCH UND ROBOTER ALS TEAM ........ 151 10.3.3 ERGONOMISCHE GESTALTUNG ................................................................. 152 10.3.4 PSYCHISCHE ARBEITSSYSTEMGESTALTUNG ................................................ 154 10.4 VERANTWORTLICHE GESTALTUNG VON MRK-SYSTEMEN ........................................ 156 10.4.1 RELATIONALE GESTALTUNG VON MRK-SYSTEMEN .................................... 158 10.4.2 REFLEXIVE GESTALTUNG VON MRK-SYSTEMEN ...................................... 159 10.4.3 PROZEDURALE GESTALTUNG VON MRK-SYSTEMEN .................................. 159 10.5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK ................................................................... 160 LITERATUR ........................................................................................................................ 161 11 TEAMMITGLIED ODER WERKZEUG - DER EINFLUSS ANTHROPOMORPHER GESTALTUNG IN DER MENSCH-ROBOTER-INTERAKTION ................................................. 163 EILEEN ROESLER UND LINDA ONNASCH 11.1 WIE VERAENDERN ROBOTER UNSERE ARBEITS- UND LEBENSWELT? ............................ 164 11.2 WAS ZEICHNET DIE ZUSAMMENARBEIT VON MENSCHEN UND ROBOTERN AUS? ... 164 INHALTSVERZEICHNIS XIII 11.3 WIE GELINGT EINE OPTIMALE ZUSAMMENARBEIT? ................................................. 167 11.4 WIE ERREICHT MAN EINE SYMBIOTISCHE ROBOTERGESTALTUNG ZWISCHEN TEAMMITGLIED UND WERKZEUG? ........................................................................ 171 LITERATUR ........................................................................................................................ 173 12 ERWARTUNGSKONFORMITAET VON ROBOTERBEWEGUNGEN UND SITUATIONSBEWUSSTSEIN IN DER MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION .......................... 177 SUMONA SEN 12.1 EINLEITUNG ................................. 177 12.2 ERGONOMIE ....................................................................................................... 179 12.3 BAHNPLANUNG ................................................................................................... 180 12.4 WAHRNEHMUNG ................................................................................................ 182 12.4.1 BEWEGUNGSWAHMEHMUNG ................................................................. 182 12.4.2 VISUELLE AUFMERKSAMKEIT ................................................................... 182 12.5 SITUATIONSBEWUSSTSEIN .................................................................................... 183 12.6 PSYCHOPHYSIKALISCHE METHODEN ZUR ERFASSUNG KOGNITIVER PROZESSE ......... 184 12.6.1 ELEKTROENZEPHALOGRAMM (EEG) ......................................................... 184 12.6.2 ELEKTROKARDIOGRAMM (EKG) HRV .................................................... 185 12.6.3 BLUTDRUCK ............................................................................................ 185 12.6.4 HAUTLEITFAHIGKEIT ................................................................................ 186 12.6.5 EYETRACKING ........................................................................................ 186 12.7 FULL-SCOPE-SIMULATION IN DER MRK ............................................................... 187 12.8 EXPERIMENTALDESIGN ........................................................................................ 188 LITERATUR ....................................................................................................................... 191 13 ANTIZIPIERENDE INTERAKTIV LERNENDE AUTONOME AGENTEN ...................................... 193 NELE RUSSWINKEL 13.1 EINLEITUNG ......................................................................................................... 194 13.2 VISION EINES NATUERLICHEN ZUSAMMENWIRKENS VON MENSCH UND ROBOTER .... 195 13.2.1 WAS MACHT EINE GUTE MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION AUS? .......... 196 13.2.2 WAS MACHT EINE GUTE MENSCH-ROBOTER-INTERAKTION DER ZUKUNFT AUS? .................................................................................................... 197 13.2.3 BEISPIEL EINER ANTIZIPIERENDEN MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION .... 199 13.3 KOGNITIVE MECHANISMEN ZUR ANTIZIPATION ANDERER ...................................... 200 13.3.1 MENTALE MODELLE ............................................................................... 200 13.3.2 PERSON MODEL THEORY ......................................................................... 201 13.4 KOGNITIVER MODELLIERUNGSANSATZ VON SITUATIONSMODELL, PERSONENMODELL UND SEIFMODELL ...................................................................202 13.4.1 VORAUSSETZUNGEN DER MODELLIERUNGSMETHODE .................................. 202 13.4.2 BEISPIELE FUER ANTIZIPIERENDE ASSISTENZSYSTEME ............................... 203 13.5 FLEXIBLE TASK ALLOCATION ............................................................................... 203 13.6 INTERACTIVE TASK LEAMING ...............................................................................204 13.7 DISKUSSION ...................................................................................................... 205 LITERATUR ....................................................................................................................... 206 XIV INHALTSVERZEICHNIS 14 ECHTZEIT-IOT IM 5G-UMFELD .................................................................................... 209 CECIL BRUCE-BOYE, DIETER LECHLER UND MAREIKE REDDER 14.1 EINLEITUNG ......................................................................................................... 210 14.2 PROBLEMSTELLUNG .............................................................................................. 211 14.3 MIDDLEWARE ..................................................................................................... 212 14.4 SOFTWARE-ENTWICKLUNGSPROZESS FUER ECHTZEITFAEHIGES LOT AN DEN BEISPIELEN VERTEILTER SYSTEME FUER AUTOMOTIVE UND MRK ............................. 215 14.5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK ................................................................... 218 LITERATUR .......................................................................................................................219 15 PFLEGEROBOTER UND MEDIZINISCHE INFORMATIONSSYSTEME - DIGITALISIERUNGSANSAETZE DES GESUNDHEITSWESENS .................................................. 223 LISANNE KREMER 15.1 DIGITALISIERUNG IM GESUNDHEITSWESEN ........................................................... 223 15.2 MEDIZINISCHE INFORMATIONSSYSTEME ...............................................................226 15.2.1 KRANKENHAUSINFORMATIONSSYSTEME .....................................................227 15.2.2 BETRACHTUNG VON HUMAN FACTORS IM ZUSAMMENHANG MIT MEDIZINISCHEN INFORMATIONSSYSTEMEN (FOKUS: KIS) ........................229 15.3 MEDIZINISCHE INFORMATIONSSYSTEME, MEDIZINTECHNIK UND PFLEGEROBOTER ........ 231 15.3.1 ANWENDUNG VON STANDARDS (SCHNITTSTELLEN UND DATENSTRUKTUREN). ... 232 15.3.2 INTEGRATION VON MEDIZINTECHNIK (MEDIZINGERAETEN) UND MEDIZINISCHEN INFORMATIONSSYSTEMEN ...................................... 234 15.3.3 DER PFLEGEROBOTER - EIN WEITERES MEDIZINGERAET? .............................. 235 LITERATUR ....................................................................................................................... 237 16 EIN SOZIOTECHNISCHES SYSTEMMODELL DER SERVICEROBOTIK IM PFLEGEKONTEXT .... 241 ALINA TAUSCH, BRITTA MARLEEN KIRCHHOFF UND LARS ADOLPH 16.1 EINLEITUNG .........................................................................................................242 16.2 EINE SOZIOTECHNISCHE SICHTWEISE AUF DEN EINSATZ VON SERVICEROBOTIK IN DER PFLEGE ........................................................................... 243 16.3 ARA-SYS: EIN SOZIOTECHNISCHES MODELL DES ARBEITSSYSTEMS .....................244 16.3.1 TECHNISCHES ELEMENT - DER SERVICEROBOTER ...................................... 245 16.3.2 PATIENTINNEN UND PATIENTEN ................................................................. 247 16.3.3 GESCHULTES BEDIENPERSONAL ............................................................... 247 16.3.4 WARTUNGS- UND INSTANDHALTUNGSPERSONAL ..................................... 248 16.3.5 PASSANTINNEN UND PASSANTEN ............................................................... 249 16.4 EIN BEISPIELMODELL - EINSATZ FAHRERLOSER TRANSPORTSYSTEME IM KRANKENHAUS .................................................................................................. 250 16.5 SCHLUESSE AUS DEM MODELL ............................................... 252 LITERATUR ....................................................................................... 254 INHALTSVERZEICHNIS XV 17 ERFAHRUNGEN AUS DEM EINSATZ VON ASSISTENZROBOTERN FUER MENSCHEN IM ALTER .................................................................................................. 257 LUKAS WIRTH, JOEL SIEBENMANN UND ALINA GASSER 17.1 F&P ROBOTICS .................................................................................................. 258 17.2 ASSISTENZROBOTER LIO ...................................................................................... 258 17.2.1 USE GASES IN LAUFENDEN PROJEKTEN .................................................... 260 17.2.2 NUTZEN ................................................................................................ 261 17.2.3 ETHISCHER ASPEKT ................................................................................ 261 17.3 ERFAHRUNGEN AUS BEOBACHTETEN INTERAKTIONEN ................................................ 262 17.3.1 EINLEITUNG ............................................................................................ 262 17.3.2 METHODE .............................................................................................. 264 17.3.3 ERGEBNISSE UND DISKUSSION ............................................................... 266 17.3.4 LIMITATIONEN UND ZUKUENFTIGE FORSCHUNGSFFAGEN ............................. 271 17.3.5 FAZIT .................................................................................................... 272 17.4 SICHERHEIT UND NORMEN BEI ASSISTENZROBOTEM .............................................. 273 17.4.1 NORMEN UND RICHTLINIEN .....................................................................273 17.4.2 DATENSCHUTZ ........................................................................................ 274 17.5 SCHLUSSWORT .................................................................................................... 277 LITERATUR ....................................................................................................................... 277 18 MENSCH-MASCHME-ZUSAMMENARBEIT AM BEISPIEL KALTWALZER ......................... 281 LUTZ PHILIPS 18.1 AUFGABENKOMPLEXITAET NIMMT ZU .................................................... 281 18.2 EFTIZIENZSTEIGERUNG DURCH SPEZIALISIERUNG ....................................................283 18.3 LOKALE LOESUNGEN, AUF SPEZIALISIERUNG OPTIMIERT .......................................... 284 18.4 ANBIETEN SPEZIALISIERTER BERUFE ERFORDERT SPEZIALISIERTE MITARBEITER ........ 284 18.5 DIE VERNETZUNG DER SYSTEME LAESST SPEZIALISIERTE SILOS ZUSAMMENRUECKEN ............................................................................................285 18.6 DER DIREKTE HEBEL PERSOENLICHER HANDLUNGEN AUF DAS GESAMTSYSTEM WIRD NICHT KOMPLETT WAHRGENOMMEN ............................................................. 286 18.7 DIE BEACHTUNG DER KAUSALITAETSKETTEN IST WICHTIG FUER DAS ERWARTUNGSKONFORME SYSTEM VERHALTEN .......................................................... 286 18.8 TRANSPARENZ UEBER DIE KOMPLEXEN KETTEN FUEHRT ZU BEDARFSGERECHTEN ASSISTENZSYSTEMEN, UM VERTRAUEN IN TECHNIK ZU UNTERSTUETZEN ...................... 287 18.9 ADAPTION AUF MRK-LOESUNGEN ....................................................................... 289 18.9.1 MOEGLICHE ANWENDUNGSGEBIETE VON MRK-LOESUNGEN BEI BILSTEIN .......................................................................................... 289 18.9.2 UEBERTRAGBARE ERKENNTNISSE FUER MRK-EINFUEHRUNGEN BEI BILSTEIN .......................................................................................... 290 LITERATUR ....................................................................................................................... 290 XVI INHALTSVERZEICHNIS 19 LADENBURGER THESEN ZUR ZUKUENFTIGEN GESTALTUNG DER MENSCH-ROBOTER- KOLLABORATION .....................................................................................................293 HANS-JUERGEN BUXBAUM UND RUTH HAEUSLER 19.1 EINLEITUNG ......................................................................................................... 294 19.2 ERGONOMISCHE PERSPEKTIVE ....................... 295 19.3 TECHNISCH-WIRTSCHAFTLICHE PERSPEKTIVE ........................................................... 296 19.4 PSYCHOLOGISCHE PERSPEKTIVE ............................................................................ 297 19.5 ARBEITSWISSENSCHAFTLICHE PERSPEKTIVE ........................................................... 299 19.6 ETHISCHE PERSPEKTIVE ...................................................................................... 305 19.7 LADENBURGER THESEN ZUR MRK ....................................................................... 308 19.7.1 THESE 1: SICHERHEITSANFORDERUNGEN ANWENDUNGSGERECHT FESTLEGEN .............................................................................................. 309 19.7.2 THESE 2: SICHERHEITSTECHNIK FLEXIBILISIEREN ......................................309 19.7.3 THESE 3: GRENZEN BAULICHER GESTALTUNG HINTERFRAGEN ..................... 310 19.7.4 THESE 4: KONFIGURATION UND PROGRAMMIERUNG VEREINFACHEN .... 310 19.7.5 THESE 5: WIRTSCHAFTLICHKEITSBERECHUNG ANPASSEN ........................... 311 19.7.6 THESE 6: MRK ALS SOZIOTECHNISCHES SYSTEM BEGREIFEN ............... 311 19.7.7 THESE 7: ETHISCHE FRAGEN BEANTWORTEN .......................................... 312 19.7.8 THESE 8: AUFGABENVERTEILUNG FLEXIBILISIEREN .................................... 312 19.7.9 THESE 9: DESKILLING ENTGEGENWIRKEN .............................................. 313 19.7.10 THESE 10: ERWARTUNGSKONFORMITAET SICHERSTELLEN .............................. 314 19.7.11 THESE 11: HOEHERE FUNKTIONALITAET UEBER KI REALISIEREN .....................314 19.7.12 THESE 12: ANTIZIPATION DER AUTOMATISIERUNGSTECHNIK ERHOEHEN ..............................................................................................314 19.7.13 THESE 13: MRK ALS SCHLUESSELTECHNOLOGIE BEGREIFEN ..................... 315 19.8 FAZIT .................................................................................................................316 LITERATUR ....................................................................................................................... 316
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS 1 DIE MASCHINE AN MEINER SEITE . 1 OLIVER BENDEL 1.1 EINLEITUNG . 1 1.2 GRUNDLAGEN DER MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION . 2 1.3 DIMENSIONEN DER BESCHREIBUNG . 3 1.3.1 NAEHE . 3 1.3.2 KOERPER . 4 1.3.3 INTERAKTION UND KOMMUNIKATION . 5 1.3.4 RAUM . 6 1.3.5 RESSOURCEN . 6 1.3.6 SYSTEM . 7 1.3.7 DAS GEMEINSAME OBJEKT . 8 1.3.8 ARBEIT . 8 1.4 ETHISCHE FRAGEN . 9 1.4.1 VERANTWORTUNG UND HAFTUNG . 9 1.4.2 VERLUST UND VERAENDERUNG DER ARBEIT . 10 1.4.3 UEBERWACHUNG UND PRIVATSPHAERE . 11 1.4.4 KAMPF UM RAUM UND RESSOURCEN . 11 1.4.5 MASCHINELLE MORAL . 12 1.5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK . 13 LITERATUR . 13 2 EVOLUTION ODER REVOLUTION? DIE MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION . 15 HANS-JUERGEN BUXBAUM UND MARKUS KLEUTGES 2.1 EINLEITUNG . 16 2.2 ENTWICKLUNG DER ROBOTIK . 16 2.3 MRK . 20 2.4 ARGUMENTE FUER BZW. GEGEN MRK . 22 2.5 NUTZENDIMENSIONEN DER MRK . 23 2.5.1 FLAECHENNUTZUNG . 23 2.5.2 ERGONOMIE . 23 IX X INHALTSVERZEICHNIS 2.5.3 FLEXIBILITAET . 24 2.5.4 INTUITIVITAET . 26 2.5.5 PERIPHERIE . 26 2.6 SICHERHEIT IN DER MRK . 27 2.7 SCHADENSBEGRENZUNG . 28 2.8 BETRIEBSARTEN . 29 LITERATUR . 30 3 ARBEITSWISSENSCHAFTLICHE ASPEKTE DER MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION . 35 RUTH HAEUSLER UND OLIVER STRAETER 3.1 EINLEITUNG . 35 3.2 VERBESSERN TECHNISCHE HILFSMITTEL DIE SICHERHEIT? ERFAHRUNGEN AUS DER AVIATIK . 37 3.3 MENSCHEN IM EINSATZ - ,JMIND THE GAP! * . 39 3.3.1 VEREINFACHTE INFORMATIONSVERARBEITUNG DURCH SCHEMATA . 40 3.3.2 AUTOMATISIERUNG DER HANDLUNGSAUSFUEHRUNG . 41 3.3.3 EFFIZIENZ UND FEHLERANFAELLIGKEIT ALS KEHRSEITEN DER MEDAILLE . 43 3.4 AUSWIRKUNGEN DER TECHNIKGESTALTUNG AUF DEN MENSCHEN . 45 3.4.1 MENTALE NEBENEFFEKTE TECHNISCHER HILFSMITTEL . 45 3.4.2 MOTIVATIONALE NEBENEFFEKTE TECHNISCHER HILFSMITTEL . 46 3.5 TECHNIK- UND SYSTEMGESTALTUNG: MTO ODER TOM - EINE FRAGE DER PRIORITAET . 47 3.6 FAZIT . 52 LITERATUR . 54 4 ETHISCHE PERSPEKTIVEN DER MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION . 55 PETER REMMERS 4.1 EINLEITUNG . 56 4.2 WELCHE ROLLE SPIELEN ETHISCHE UEBERLEGUNGEN IN DER TECHNIKENTWICKLUNG? . 57 4.3 MRK IN DER ARBEITSWELT: VON ERSETZUNGSSZENARIEN ZUR MRK . 58 4.3.1 FUNKTIONALE SICHERHEIT UND EIGENVERANTWORTLICHES HANDELN . 60 4.3.2 WER TUT WAS? SELBSTBESTIMMUNG VS. TECHNISCHE FREMDBESTIMMUNG . 61 4.3.3 DIE ZERGLIEDERUNG VON AUFGABEN IN DER MRK: WAS BLEIBT FUER DEN MENSCHEN UEBRIG? . 62 4.3.4 MASCHINELLE TAETIGKEITEN UND MENSCHLICHE FAEHIGKEITEN . 63 4.3.5 FLEXIBLE ALLOKATION ALS LOESUNG? . 64 4.4 VERMENSCHLICHUNG IN DER MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION . 65 LITERATUR . 67 5 WO KANN TEAMWORK MIT MENSCH UND ROBOTER FUNKTIONIEREN? . 69 BERND KUHLENKOETTER UND ALFRED HYPKI 5.1 MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION IN DER MONTAGE . 70 INHALTSVERZEICHNIS XI 5.2 ERMITTLUNG VON MRK-POTENTIALEN VON ARBEITSPLAETZEN MITTELS QUICK-CHECK . 71 5.3 SIMULATIONSGESTUETZTE PLANUNG VON MRK-ARBEITSPLAETZEN MITTELS EMA WORK DESIGNER . 74 5.4 MANUELLE MONTAGESZENARIEN BEIM ANWENDER KARL DUNGS GMBH & CO. KG . 77 5.5 DIE REALISIERUNGEN . 78 5.5.1 BOLL AUTOMATION GMBH UND KARL DUNGS GMBH & CO. KG . 78 5.5.2 LEOPOLD KOSTAL GMBH & CO. KG . 83 5.5.3 ALBRECHT JUNG GMBH & CO. KG . 84 5.6 AKZEPTANZFOERDERUNG DURCH BETEILIGUNG VON BESCHAEFTIGTEN UND BETRIEBSRAT AM EINFUEHRUNGSPROZESS . 85 5.7 ZUSAMMENFASSUNG . 86 5.8 FOERDERHINWEIS . 87 ANHANG . 87 LITERATUR . 89 6 KOOPERATION UND KOLLABORATION MIT SCHWERLASTROBOTEM - SICHERHEIT, PERSPEKTIVE UND ANWENDUNGEN . 91 DRAGOLJUB SURDILOVIC, ARTURO BASTIDAS-CRUZ, KEVIN HANINGER UND PHILIPP HEYNE 6.1 KOLLABORATIVE SCHWERLASTROBOTER . 92 6.2 KOOPERATION VS. KOLLABORATION . 94 6.2.1 MENSCH-ROBOTER KOOPERATION . 95 6.2.2 MENSCH-ROBOTER KOLLABORATION . 99 6.2.3 MENSCH-ROBOTER-KOOPERATION/-KOLLABORATION . 102 6.3 ZEIT-RAUM-MENSCH-ROBOTER-MODELLE . 103 LITERATUR . 106 7 MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION - WICHTIGES ZUKUNFTSTHEMA ODER NUR EIN HYPE? . 109 KONRAD WOELLHAF 7.1 FASZINATION ROBOTER . 109 7.2 FAEHIGKEITEN VON ROBOTERN . 110 7.3 DIE THESE . 111 7.3.1 ROBOTER SOLLEN STARK UND SCHNELL SEIN UND EINE GROSSE REICHWEITE BESITZEN . 111 7.3.2 KEINE SCHUTZZAEUNE . 111 7.3.3 EINFACHE PROGRAMMIERUNG . 113 7.3.4 INTELLIGENTE ROBOTER . 113 7.4 RESUEMEE . 114 LITERATUR . 115 XII INHALTSVERZEICHNIS 8 NEURAL-GESTEUERTE ROBOTIK FUER ASSISTENZ UND REHABILITATION IM ALLTAG . 117 SUIJO R. SOEKADAR UND MARIUS NANN 8.1 GEHIRN-COMPUTER-SCHNITTSTELLEN ZUR AKTIVEN KONTROLLE ROBOTISCHER SYSTEME BEI LAEHMUNGEN . 118 8.2 REHABILITATIVE ASPEKTE NEURAL-GESTEUERTER ROBOTIK . 120 8.3 TRAGBARE UND KABELLOSE SENSOREN UND BIOSIGNAL-VERSTAERKER . 122 8.4 ECHTZEIT-SIGNALVERARBEITUNG UND INTERPRETATION . 124 8.5 SPEZIELLE ANFORDERUNGEN AN DIE AKTORIK/BIOMECHANIK IM KONTEXT DER MOBILISIERUNG GELAEHMTER GLIEDMASSEN . 124 8.6 KONTEXTSENSITIVITAET ALS VORAUSSETZUNG FUER DIE INTEGRATION IN DEN ALLTAG . 126 8.7 RECHTLICH-REGULATORISCHE HERAUSFORDERUNGEN . 127 8.8 AUSBLICK IN DIE ZUKUNFT: NEURAL-GESTEUERTE EXOSKELETTE IN DER MEDIZINISCHEN VERSORGUNG 2030 . 128 LITERATUR . 129 9 MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION IN DER MEDIZIN . 133 ANDREAS KEIBEL 9.1 MOTIVATION . 133 9.2 ROBOTER IN DER THERAPIE . 134 9.3 BEISPIELE FUER MEDIZINPRODUKTE MIT ROBOTERN . 136 9.4 ZUSAMMENFASSUNG . 142 LITERATUR . 142 10 MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION - ANFORDERUNGEN AN EINE HUMANE ARBEITSGESTALTUNG . 145 DETLEF GERST 10.1 EINLEITUNG . 146 10.2 GROSSE HOFFNUNGEN, VIELE FRAGEN, WENIGE ANTWORTEN . 146 10.3 KRITERIEN EINER FOLGENABSCHAETZUNG . 148 10.3.1 AKZEPTANZ . 150 10.3.2 GELINGENDE INTERAKTION VON MENSCH UND ROBOTER ALS TEAM . 151 10.3.3 ERGONOMISCHE GESTALTUNG . 152 10.3.4 PSYCHISCHE ARBEITSSYSTEMGESTALTUNG . 154 10.4 VERANTWORTLICHE GESTALTUNG VON MRK-SYSTEMEN . 156 10.4.1 RELATIONALE GESTALTUNG VON MRK-SYSTEMEN . 158 10.4.2 REFLEXIVE GESTALTUNG VON MRK-SYSTEMEN . 159 10.4.3 PROZEDURALE GESTALTUNG VON MRK-SYSTEMEN . 159 10.5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK . 160 LITERATUR . 161 11 TEAMMITGLIED ODER WERKZEUG - DER EINFLUSS ANTHROPOMORPHER GESTALTUNG IN DER MENSCH-ROBOTER-INTERAKTION . 163 EILEEN ROESLER UND LINDA ONNASCH 11.1 WIE VERAENDERN ROBOTER UNSERE ARBEITS- UND LEBENSWELT? . 164 11.2 WAS ZEICHNET DIE ZUSAMMENARBEIT VON MENSCHEN UND ROBOTERN AUS? . 164 INHALTSVERZEICHNIS XIII 11.3 WIE GELINGT EINE OPTIMALE ZUSAMMENARBEIT? . 167 11.4 WIE ERREICHT MAN EINE SYMBIOTISCHE ROBOTERGESTALTUNG ZWISCHEN TEAMMITGLIED UND WERKZEUG? . 171 LITERATUR . 173 12 ERWARTUNGSKONFORMITAET VON ROBOTERBEWEGUNGEN UND SITUATIONSBEWUSSTSEIN IN DER MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION . 177 SUMONA SEN 12.1 EINLEITUNG . 177 12.2 ERGONOMIE . 179 12.3 BAHNPLANUNG . 180 12.4 WAHRNEHMUNG . 182 12.4.1 BEWEGUNGSWAHMEHMUNG . 182 12.4.2 VISUELLE AUFMERKSAMKEIT . 182 12.5 SITUATIONSBEWUSSTSEIN . 183 12.6 PSYCHOPHYSIKALISCHE METHODEN ZUR ERFASSUNG KOGNITIVER PROZESSE . 184 12.6.1 ELEKTROENZEPHALOGRAMM (EEG) . 184 12.6.2 ELEKTROKARDIOGRAMM (EKG) HRV . 185 12.6.3 BLUTDRUCK . 185 12.6.4 HAUTLEITFAHIGKEIT . 186 12.6.5 EYETRACKING . 186 12.7 FULL-SCOPE-SIMULATION IN DER MRK . 187 12.8 EXPERIMENTALDESIGN . 188 LITERATUR . 191 13 ANTIZIPIERENDE INTERAKTIV LERNENDE AUTONOME AGENTEN . 193 NELE RUSSWINKEL 13.1 EINLEITUNG . 194 13.2 VISION EINES NATUERLICHEN ZUSAMMENWIRKENS VON MENSCH UND ROBOTER . 195 13.2.1 WAS MACHT EINE GUTE MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION AUS? . 196 13.2.2 WAS MACHT EINE GUTE MENSCH-ROBOTER-INTERAKTION DER ZUKUNFT AUS? . 197 13.2.3 BEISPIEL EINER ANTIZIPIERENDEN MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION . 199 13.3 KOGNITIVE MECHANISMEN ZUR ANTIZIPATION ANDERER . 200 13.3.1 MENTALE MODELLE . 200 13.3.2 PERSON MODEL THEORY . 201 13.4 KOGNITIVER MODELLIERUNGSANSATZ VON SITUATIONSMODELL, PERSONENMODELL UND SEIFMODELL .202 13.4.1 VORAUSSETZUNGEN DER MODELLIERUNGSMETHODE . 202 13.4.2 BEISPIELE FUER ANTIZIPIERENDE ASSISTENZSYSTEME . 203 13.5 FLEXIBLE TASK ALLOCATION . 203 13.6 INTERACTIVE TASK LEAMING .204 13.7 DISKUSSION . 205 LITERATUR . 206 XIV INHALTSVERZEICHNIS 14 ECHTZEIT-IOT IM 5G-UMFELD . 209 CECIL BRUCE-BOYE, DIETER LECHLER UND MAREIKE REDDER 14.1 EINLEITUNG . 210 14.2 PROBLEMSTELLUNG . 211 14.3 MIDDLEWARE . 212 14.4 SOFTWARE-ENTWICKLUNGSPROZESS FUER ECHTZEITFAEHIGES LOT AN DEN BEISPIELEN VERTEILTER SYSTEME FUER AUTOMOTIVE UND MRK . 215 14.5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK . 218 LITERATUR .219 15 PFLEGEROBOTER UND MEDIZINISCHE INFORMATIONSSYSTEME - DIGITALISIERUNGSANSAETZE DES GESUNDHEITSWESENS . 223 LISANNE KREMER 15.1 DIGITALISIERUNG IM GESUNDHEITSWESEN . 223 15.2 MEDIZINISCHE INFORMATIONSSYSTEME .226 15.2.1 KRANKENHAUSINFORMATIONSSYSTEME .227 15.2.2 BETRACHTUNG VON HUMAN FACTORS IM ZUSAMMENHANG MIT MEDIZINISCHEN INFORMATIONSSYSTEMEN (FOKUS: KIS) .229 15.3 MEDIZINISCHE INFORMATIONSSYSTEME, MEDIZINTECHNIK UND PFLEGEROBOTER . 231 15.3.1 ANWENDUNG VON STANDARDS (SCHNITTSTELLEN UND DATENSTRUKTUREN). . 232 15.3.2 INTEGRATION VON MEDIZINTECHNIK (MEDIZINGERAETEN) UND MEDIZINISCHEN INFORMATIONSSYSTEMEN . 234 15.3.3 DER PFLEGEROBOTER - EIN WEITERES MEDIZINGERAET? . 235 LITERATUR . 237 16 EIN SOZIOTECHNISCHES SYSTEMMODELL DER SERVICEROBOTIK IM PFLEGEKONTEXT . 241 ALINA TAUSCH, BRITTA MARLEEN KIRCHHOFF UND LARS ADOLPH 16.1 EINLEITUNG .242 16.2 EINE SOZIOTECHNISCHE SICHTWEISE AUF DEN EINSATZ VON SERVICEROBOTIK IN DER PFLEGE . 243 16.3 ARA-SYS: EIN SOZIOTECHNISCHES MODELL DES ARBEITSSYSTEMS .244 16.3.1 TECHNISCHES ELEMENT - DER SERVICEROBOTER . 245 16.3.2 PATIENTINNEN UND PATIENTEN . 247 16.3.3 GESCHULTES BEDIENPERSONAL . 247 16.3.4 WARTUNGS- UND INSTANDHALTUNGSPERSONAL . 248 16.3.5 PASSANTINNEN UND PASSANTEN . 249 16.4 EIN BEISPIELMODELL - EINSATZ FAHRERLOSER TRANSPORTSYSTEME IM KRANKENHAUS . 250 16.5 SCHLUESSE AUS DEM MODELL . 252 LITERATUR . 254 INHALTSVERZEICHNIS XV 17 ERFAHRUNGEN AUS DEM EINSATZ VON ASSISTENZROBOTERN FUER MENSCHEN IM ALTER . 257 LUKAS WIRTH, JOEL SIEBENMANN UND ALINA GASSER 17.1 F&P ROBOTICS . 258 17.2 ASSISTENZROBOTER LIO . 258 17.2.1 USE GASES IN LAUFENDEN PROJEKTEN . 260 17.2.2 NUTZEN . 261 17.2.3 ETHISCHER ASPEKT . 261 17.3 ERFAHRUNGEN AUS BEOBACHTETEN INTERAKTIONEN . 262 17.3.1 EINLEITUNG . 262 17.3.2 METHODE . 264 17.3.3 ERGEBNISSE UND DISKUSSION . 266 17.3.4 LIMITATIONEN UND ZUKUENFTIGE FORSCHUNGSFFAGEN . 271 17.3.5 FAZIT . 272 17.4 SICHERHEIT UND NORMEN BEI ASSISTENZROBOTEM . 273 17.4.1 NORMEN UND RICHTLINIEN .273 17.4.2 DATENSCHUTZ . 274 17.5 SCHLUSSWORT . 277 LITERATUR . 277 18 MENSCH-MASCHME-ZUSAMMENARBEIT AM BEISPIEL KALTWALZER . 281 LUTZ PHILIPS 18.1 AUFGABENKOMPLEXITAET NIMMT ZU . 281 18.2 EFTIZIENZSTEIGERUNG DURCH SPEZIALISIERUNG .283 18.3 LOKALE LOESUNGEN, AUF SPEZIALISIERUNG OPTIMIERT . 284 18.4 ANBIETEN SPEZIALISIERTER BERUFE ERFORDERT SPEZIALISIERTE MITARBEITER . 284 18.5 DIE VERNETZUNG DER SYSTEME LAESST SPEZIALISIERTE SILOS ZUSAMMENRUECKEN .285 18.6 DER DIREKTE HEBEL PERSOENLICHER HANDLUNGEN AUF DAS GESAMTSYSTEM WIRD NICHT KOMPLETT WAHRGENOMMEN . 286 18.7 DIE BEACHTUNG DER KAUSALITAETSKETTEN IST WICHTIG FUER DAS ERWARTUNGSKONFORME SYSTEM VERHALTEN . 286 18.8 TRANSPARENZ UEBER DIE KOMPLEXEN KETTEN FUEHRT ZU BEDARFSGERECHTEN ASSISTENZSYSTEMEN, UM VERTRAUEN IN TECHNIK ZU UNTERSTUETZEN . 287 18.9 ADAPTION AUF MRK-LOESUNGEN . 289 18.9.1 MOEGLICHE ANWENDUNGSGEBIETE VON MRK-LOESUNGEN BEI BILSTEIN . 289 18.9.2 UEBERTRAGBARE ERKENNTNISSE FUER MRK-EINFUEHRUNGEN BEI BILSTEIN . 290 LITERATUR . 290 XVI INHALTSVERZEICHNIS 19 LADENBURGER THESEN ZUR ZUKUENFTIGEN GESTALTUNG DER MENSCH-ROBOTER- KOLLABORATION .293 HANS-JUERGEN BUXBAUM UND RUTH HAEUSLER 19.1 EINLEITUNG . 294 19.2 ERGONOMISCHE PERSPEKTIVE . 295 19.3 TECHNISCH-WIRTSCHAFTLICHE PERSPEKTIVE . 296 19.4 PSYCHOLOGISCHE PERSPEKTIVE . 297 19.5 ARBEITSWISSENSCHAFTLICHE PERSPEKTIVE . 299 19.6 ETHISCHE PERSPEKTIVE . 305 19.7 LADENBURGER THESEN ZUR MRK . 308 19.7.1 THESE 1: SICHERHEITSANFORDERUNGEN ANWENDUNGSGERECHT FESTLEGEN . 309 19.7.2 THESE 2: SICHERHEITSTECHNIK FLEXIBILISIEREN .309 19.7.3 THESE 3: GRENZEN BAULICHER GESTALTUNG HINTERFRAGEN . 310 19.7.4 THESE 4: KONFIGURATION UND PROGRAMMIERUNG VEREINFACHEN . 310 19.7.5 THESE 5: WIRTSCHAFTLICHKEITSBERECHUNG ANPASSEN . 311 19.7.6 THESE 6: MRK ALS SOZIOTECHNISCHES SYSTEM BEGREIFEN . 311 19.7.7 THESE 7: ETHISCHE FRAGEN BEANTWORTEN . 312 19.7.8 THESE 8: AUFGABENVERTEILUNG FLEXIBILISIEREN . 312 19.7.9 THESE 9: DESKILLING ENTGEGENWIRKEN . 313 19.7.10 THESE 10: ERWARTUNGSKONFORMITAET SICHERSTELLEN . 314 19.7.11 THESE 11: HOEHERE FUNKTIONALITAET UEBER KI REALISIEREN .314 19.7.12 THESE 12: ANTIZIPATION DER AUTOMATISIERUNGSTECHNIK ERHOEHEN .314 19.7.13 THESE 13: MRK ALS SCHLUESSELTECHNOLOGIE BEGREIFEN . 315 19.8 FAZIT .316 LITERATUR . 316
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