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Proceedings

Learning from Demonstration in Material Handling Processes

Lernen aus Demonstrationen in Handhabungsprozessen

  1. M.Sc. Constantin Enke Institute for Material Handling and Logistics (IFL), Karlsruhe Institute of Technology (KIT)
  2. M.Sc. Jonathan Auberle Servus Intralogistics GmbH, Dornbirn, Austria

Zusammenfassungen

Processes in material handling must be flexible and easily adaptable. It is simple for a human to learn to grasp a box from a shelf. To teach a robot to do the same requires programming skills and therefore skilled personnel. Because of this the Learning from Demonstration (LfD) approach is gaining importance in recent years. A robot learns from a human demonstrating a task and then reproduces it in new situations. In the area of material handling many situations could benefit from the use of robots, but the implementation often fails because of complex programming or the lack of flexibility of the automated solutions. Therefore, a framework is presented, that is tailored to these specific requirements. The 5+5 Steps of the Material Handling Loop propose that most tasks in material handling can be segmented into simpler rules. Each of these tasks consist of picking up an object from a source, moving it to a sink and placing it down again. The flexibility of this approach was investigated in two experimental series. While there are still some short-comings and open issues, it is shown, that this framework enables adaptive and flexible applications for LfD in material handling processes.

Prozesse in der Materialhandhabung müssen flexibel und leicht anpassbar sein. Ein Mensch kann einfach lernen, eine Kiste aus einem Regal zu greifen. Einem Roboter dasselbe beizubringen, erfordert Programmierkenntnisse und daher Fachpersonal. Aus diesem Grund gewinnt der Ansatz des Lernens von Demonstration (LfD) in letzter Zeit an Bedeutung. Der Roboter lernt von einem Menschen, der die Aufgabe vorführt, und reproduziert sie dann in neuen Situationen. Im Bereich der Materialhandhabung gibt es viele Situationen, die vom Einsatz von Robotern profitieren könnten, aber die Umsetzung scheitert oft an komplexer Programmierung oder mangelnder Flexibilität der automatisierten Lösungen. Daher wird ein Framework vorgestellt, das auf diese spezifischen Anforderungen zugeschnitten ist. Die 5+5 Schritte des Material-Handling-Loops basieren auf der Annahme, dass die meisten Aufgaben in der Handhabung in einfachere Regeln unterteilt werden können. Für jede Aufgabe muss ein Objekt in einer Quelle aufgenommen werden, zu einer Senke transportiert und dort wieder abgelegt werden. Die Flexibilität dieses Ansatzes wurde in zwei Versuchsreihen untersucht. Obwohl es noch Verbesserungspotentiale gibt, konnte gezeigt werden, dass dieses Framework adaptive und flexible Anwendungen für das LfD in Materialhandhabungsprozessen ermöglicht.

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