Page - 13 - in Pflegeroboter

131 Kollaborierende Roboter in der Pflege … 1.9 Simulation unter Einbeziehung des Menschen Die neue Methode der MRK erfordert ein spezielles Vorgehen in der Planung von Anlagen. Dazu wird eine Kombination aus realem Testumfeld und Simulator genutzt und als Full-Scope-Simulator bezeichnet. Dieses in der MRK neuartige Konzept soll im Folgenden beschrieben werden. Natürlich existieren bereits eine Vielzahl von Simulationsmethoden im Umfeld der Robotik. Diese beschränken sich jedoch, je nach Simulationstyp und Anwendungszweck, auf die Fragestellungen der Kinematik (z. B. Erreichbarkeit von Greifpositionen) oder Taktzeiten. Der Mensch ist in diesen Simulatio- nen allenfalls als kinematisches Modell einer Ergonomiesimulation enthalten. Insbesondere in der MRK gibt es jedoch auch eine Vielzahl von arbeitswissenschaft- lichen und psychologischen Aspekten, die Gegenstand der Planung der MRK-Anlage sein sollten. Wie wird die Aufmerksamkeit des Bedieners auf eine bestimmte Situation fokussiert? Gibt es einen Zusammenhang zwischen Wahrnehmung und Gefährdungs- potenzial, der in der Sicherheitsbetrachtung Relevanz hat? Solche und ähnliche Frage- stellungen können mit den heutigen Simulatoren nicht oder nicht umfassend beantwortet werden. Daher werden im Full-Scope-Simulator der Hochschule Niederrhein Abläufe von MRK-Systemen einschließlich aller Bedienerfunktionen vollständig nachgebildet. Diese können dann mit einer beliebigen Anzahl von Probanden durchsimuliert werden. Im Folgenden werden zunächst einige Grundlagen der Simulation und Modellbildung erörtert, bevor dann ein Konzept der Full-Scope-Simulation aus einem anderen Techno- logiebereich beschrieben und teilweise übernommen wird. 1.9.1 Simulationstechnische Grundlagen Tätigkeiten und Prozesse mit dem Ziel, ein Modell eines Realsystems zu entwerfen und anschließend Experimente mit diesem Modell durchzuführen, werden als Simulation bezeichnet. Dabei stehen sowohl das dynamische Verhalten des Realsystems als auch der Umgang und die Bedienung des Realsystems im Fokus der Untersuchungen. Der Begriff der Simulation wird nach der VDI-Richtlinie 3633 folgendermaßen defi- niert: Simulation ist das Nachbilden eines dynamischen Prozesses in einem System mit- hilfe eines experimentierfähigen Modells, um zu Erkenntnissen zu gelangen, die auf die Wirklichkeit übertragbar sind (VDI 2014). Im weiteren Sinne wird unter Simulation das Vorbereiten, Durchführen und Auswerten gezielter Experimente mit einem Simulations- modell verstanden. Simulationen und Modelle dienen der Wissenschaft und Forschung, um ver- allgemeinerbare Prinzipien und Prozesse in der Realität zu erkennen und diese zu unter- suchen. Modelle existieren in den verschiedensten Varianten, von einer verkleinerten realistischen Darstellung des Originals bis zum kompletten Funktionsdiagramm. Dabei kann das Modell einem Computerprogramm entstammen oder auch aus Analogien sowie mathematischen Formeln bestehen. In realitätsgetreuen Simulatoren wird der Mensch als mitagierendes System mehr und mehr einbezogen (Bossel 1994).