5G-Showcase: Robotersteuerung via VR

Industrieroboter zu vernetzen, zu steuern und zu warten, ist keine einfache Aufgabe. Lokale, private 5G-Netze und Edge Computing ermöglichen nun Kommunikationsnetze, die sich am Produktionsstandort sicher betreiben lassen. 

3,1 Millionen Industrieroboter (Quelle) werden voraussichtlich im nächsten Jahr in Fabriken weltweit im Einsatz sein. Deren Vernetzung, Steuerung und Wartung stellt die Industrie vor große Herausforderungen. Lokale, private 5G-Netze in Kombination mit Edge Computing ermöglichen sichere, echtzeitnahe Kommunikationsnetze, die am Produktionsstandort betrieben und genutzt werden können.

Live: Industrie-Robotersteuerung mit VR

Ein Anwendungsszenario stellt Rittal gemeinsam mit German Edge Cloud (GEC) und Fraunhofer Fokus während der Hannover Messe auf dem Rittal-Stand in Halle 11 vor. Besucher steuern mit einer Virtual Reality (VR)-Brille und zwei VR-Controllern einen zweiarmigen Industrie-Roboter über Funkzellen, die an ein Edge-basiertes 5G-Kernnetz angebunden sind. Die Aufgabe ist es, eine vergrößerte Nachbildung der Rittal-Leiteranschlussklemme auf eine Stromschiene zu stecken und ein Kabel in die Klemme einzufädeln und wieder zu trennen — Alltagsszenario im Schaltschrankbau. Über ein optisches und akustisches Signal erhalten die Besucher in Echtzeit Feedback, ob die Aufgabe erfolgreich durchgeführt wurde.

Um Objekte mit Roboterarmen greifen und verschieben zu können, müssen die Personen Tiefe und Entfernungen zu den Roboterarmen realistisch einschätzen können. Über zwei Fisheye-Kameras wird die Sicht des Roboters als 360°x180°-Surround Video-Streaming in Stereo-3D in die VR-Brille übertragen. Die Mobilfunkverbindung wird über eine 60 GHz-Frequenz mit Small Cells umgesetzt, einer kleinen Funkzelle, die aus Basisstationen mit Mobilfunk-Antenne besteht. Die 5G Zelle sorgt für eine realitätsnahe VR-Umgebung und eine verzögerungsfreie Robotersteuerung.

Edge-basiertes 5G-Netzwerk für Industrie 4.0

„Unternehmen aus der Industrie wissen, dass sie ihre Maschinen und Anlagen intelligent vernetzen müssen, um den Wert ihrer industriellen Daten auszuschöpfen. Gemeinsam mit unseren Partnern zeigen wir, wie eine sichere Echtzeit-Datenverarbeitung für Industrie 4.0 aussehen kann. Gleichzeitig legen wir in der Kombination aus Edge und 5G Netz die Basis für die intelligente, echtzeitbasierte Nutzung von Daten für mehr Wertschöpfung“, erklärt Dr. Sebastian Ritz, Geschäftsführer der German Edge Cloud (GEC). Die German Edge Cloud bietet private Edge-Cloud-Infrastrukturen (IaaS), Plattformen für Datenanalyse (PaaS) und industriespezifische Applikationen (SaaS) an.

Die Netzinfrastruktur für den 5G Showcase auf dem Rittal-Stand basiert auf Open5GCore, eines der weltweit ersten standardisierten und herstellerunabhängigen 5G-Kernnetze. Dieses kann europaweit zum Aufbau von lokalen bzw. regionalen 5G-Versuchsnetzen genutzt werden. Durch die Software-basierte Umsetzung können Netzfunktionen dynamisch zu einem individuellen, virtuellen Spezialnetz kombiniert werden – je nach benötigter Latenzzeit, Sicherheitsstufe und Anzahl der zu vernetzenden Geräte. In Kombination mit Edge Computing vor Ort, in dem die Datenmengen verarbeitet werden, ist so eine sichere Echtzeit-Kommunikation möglich.