About Cobots: Simulation Lab – Analog-digitale Erkundung zukunftsfähiger Mensch-Roboter-Kollaboration mittels szenischem Spiel und Motion-Capturing

Kurzzusammenfassung
Studierende im vierten Semester des Bachelor-Studiengangs Creative Engineering beschäftigten sich im Modul Simulation Lab unter der Leitung von Prof. Dr. Helge Oder intensiv mit dem Thema Collaborative Robot (Cobot). Der Fokus liegt einerseits auf der Konzeption einer kollaborativen Mensch-Maschine-Interaktion. Gleichzeitig erforschen sie digitale und analoge Ansätze zur Simulation und Modellierung derartiger Konzepte. Dies erfolgt u.a. durch analoges, szenisches Spiel sowie dessen Digitalisierung mithilfe von Motion Capturing Technologie. Der Vorgang dient nicht nur als Simulation von vorgefertigten Szenarien und zur Verifizierung von konkreten Annahmen, sondern wird als vielschichtiger, experimenteller und unerwartetes provozierender Gestaltungs- und Erkenntnisprozess durchgeführt und durch qualitative Untersuchungen begleitet.

Projektthema und Inhalt
Im Zentrum des Projekts steht die Erforschung der Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) als szenisch-performative und digitale Simulation. Ziel ist es, neue Perspektiven auf die Interaktion zwischen Mensch und Maschine zu entwickeln – jenseits klassischer Roboterformen wie Roboterarmen oder anthropomorph gestalteten Maschinen. Dabei stehen aktuelle Innovationen im Bereich Collaborative Robots (Cobots) sowie zeitgemäße Entwicklungs- und Forschungsmethoden im Fokus. Ein besonderes Augenmerk liegt auf der Integration qualitativer Methoden aus den Sozialwissenschaften zur Untersuchung von Interaktionsprozessen und menschlichen Erfahrungsdimensionen im Kontext hybrider Systeme.

Die zentralen Fragen lauten: Was ist der Wert des menschlich-körperlichen Agierens angesichts automatisierter Prozesse und deren digital simulierten Realitäten? Welche Aspekte der Mensch-Maschine-Interaktion sind nur schwer zu simulieren, sondern müssen durch realweltliche, materielle Handlungen und Performances erkundet sowie in all ihren Facetten und Qualitäten berücksichtigt werden? Welche unerwarteten Erkenntnisse und Wendungen entstehen in einem Projekt durch diese Verbindung aus analoger und digitaler Simulation? Und letztlich: Auf welche qualitativen Grundlagen können sich weitere, interdisziplinäre Entwicklungsprozesse und Simulationsvorgänge stützen?

Projektverlauf
Zum Auftakt besuchten die Studierenden die Firma KUKA. Neben einer umfassenden Werksbesichtigung fand ein intensiver Austausch mit der Entwicklungsabteilung statt. Hier wurden nicht nur technologische Innovationen im Bereich Cobots vorgestellt, sondern auch Einblicke in interdisziplinäre Forschungsansätze zur MRK gegeben.

Im weiteren Verlauf wurde die Interaktion zwischen Mensch und Roboter als performative Situation im physischen Raum inszeniert und mithilfe von Motion Capturing digital aufgezeichnet. Die Studierenden nahmen dabei sowohl menschliche als auch maschinelle Rollen ein. In der praktischen Umsetzung entstanden 1:1-Prototypen der Cobots in Form einfacher Modelle und Körpererweiterungen, die im szenischen Spiel einsetzbar sind. Technische Unterstützung erhielten die Teilnehmenden durch Prof. Jens Müller und Stefanie Rausch vom KI-Produktionsnetzwerk.

Die Motion-Capturing-Daten dienten als Grundlage für digitale Simulationen, die mit Blender modelliert und animiert wurden. Auch hier lag der Fokus nicht auf technischen Details fertiger Systeme, sondern auf experimentellem Gestalten von Form- und Interaktionskonzepten innerhalb des digitalen Modellraums.

Ergebnisse und Erkenntnisse
Die Simulationen, sowohl analog als auch digital, lieferten prototypische Grundlagen für weiterführende kooperative Entwicklungs- und Innovationsaktivitäten. Die analoge Simulation mit realer körperlicher Interaktion eröffnete den Studierenden einen Erfahrungsraum, der über rein theoretische oder beobachtende Herangehensweisen hinausgeht. Durch die Übernahme unterschiedlicher Rollen entstanden neue Perspektiven auf Mensch-Maschine-Interaktionen. Unterstützt durch teilnehmende Beobachtungen, Interviews und Gedächtnisprotokolle wurden konkrete Fragestellungen identifiziert und vertieft untersucht.

Ein zentrales Erkenntnismoment zeigte sich im experimentellen Machen: Die Art und Weise, wie Menschen mit Maschinen agieren, verändert sich je nach Situation – Gesten, Sprache sowie gespielte wie auch gewohnte Rollenschemata verschieben sich, verfestigen oder lösen sich - teils auch über das eigentliche simulierte Spiel hinaus. Diese hybride Verbindung aus szenischer Simulation und paralleler, teilnehmender Beobachtung öffnete neue Denk- und Gestaltungsräume. Daraus entwickelten sich originelle Fragestellungen und Ideen für zukünftige interdisziplinäre Forschungs- und Entwicklungsprozesse im Bereich der Mensch-Roboter-Kollaboration.