Sprachsteuerung und akustisches Monitoring im modernen Produktionsprozess

»Bitte fülle drei Kilogramm Sechskant-Schrauben ab und bringe sie zur Verpackungsabteilung« – diese Aufforderung bekommt zukünftig kein Logistikmitarbeiter mehr, sondern ein sprachgesteuerter Roboter. Und dank der integrierten akustischen Ereigniserkennung kann der Roboter unterscheiden, ob auch die richtige Sorte Schrauben in den Behälter eingefüllt wird.

Am Hauptstand der Fraunhofer-Gesellschaft in Halle 2, Stand C22, zeigen die Entwickler, wie zukünftig eine Mensch-Maschine-Interaktion per Sprachkommando funktionieren kann. Interessant für den Einsatz im Produktionskontext ist dabei, dass die Spracherkennung auch in lauten Umgebungen und bei einem größeren Abstand zwischen Sprecher und zu steuernder Maschine funktioniert.

Am Beispiel einer Industrie-Roboterplattform, wie sie in automatisierten Fertigungsumgebungen eingesetzt wird, zeigen die Entwickler, wie gut das Erkenner-System Sprache und andere Laute differenziert unterscheiden und Befehle umsetzen kann.

Die robuste Erkennung der Spracheingabe basiert auf dem aktuellen wissenschaftlichen Stand psychoakustischer und -physikalischer Grundlagen. Zusätzlich optimiert wird die Erkennungsleistung durch die Berücksichtigung der jeweiligen akustischen Umgebungsbedingungen wie Störgeräusch oder Nachhall.

Für die Sprachsteuerung selber kann auf frei wählbares Vokabular zurückgegriffen werden. Dabei erhöht sich die Erkennungsgenauigkeit der Befehle, wenn das Vokabular an die Anforderungen des Einsatzgebietes angepasst wird. »Prinzipiell kann unsere Sprachsteuerung an jeden noch so individuellen Einsatz angepasst werden – von der einfachen Befehlssteuerung mit wenigen Worten bis hin zu einem komplexen dialogbasierten Robotersystem«, erklärt Entwickler Dr.-Ing. Stefan Goetze.

Die intelligenten Erkennungs-Algorithmen können aber nicht nur zur Detektion von Sprache und zur Ansteuerung durch Sprache eingesetzt werden, sondern auch für die akustische Prozessüberwachung in der Industrie. So können Abfüllvorgänge überwacht oder Produkte auf Basis ihrer Klangeigenschaften eindeutig zugeordnet werden.

Die Entwickler zeigen anhand eines Demonstrators, wie ein Schüttgut aufgrund seiner Akustik beim Einfüllen bestimmt wird. Somit kann ausgeschlossen werden, dass in automatisierten Produktionsprozessen falsche Materialien zum Einsatz kommen.

Besuchen Sie uns am Hauptstand der Fraunhofer-Gesellschaft in Halle 2, C22 und informieren Sie sich über unsere Technologien zur sprachbasierten Maschinensteuerung und akustischen Erkennung von Materialien.

https://www.idmt.fraunhofer.de/de/hsa/research_fields/speech_recognition.html – Informationen zur Spracherkennung und -steuerung
https://www.idmt.fraunhofer.de/de/hsa/research_fields/acoustic_monitoring.html – Informationen zum akustischen Monitoring