Tue Jul 16 2019

07 16

5G kernnet voor VR robotbesturing

02/04/2019

Door Ad Spijkers

Tijdens de Hannover Messe toonde het Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme (FOKUS) samen met de German Edge Cloud een voor real-time geschikte VR-besturing van een industriële robot op basis van een Edge-gebaseerd 5G kernnet.


     

Naar verwachting zullen in het komend jaar wereldwijd 3,1 miljoen industriële robots in fabrieken in gebruik zijn. Hun opname in netwerken, besturing en onderhoud plaatst de industrie voor grote uitdagingen. Lokale, private 5G netwerken in combinatie met edge computing maken veilige, voor real-time geschikte communicatienetwerken mogelijk, die op de productievloer kunnen worden gebruikt. Fraunhofer FOKUS en de German Edge Cloud presenteerden een toepassingsscenario op de stand van Rittal.

Bezoekers kunnen met een virutal reality bril en twee VR-controllers een tweearmige robot besturen, die is verbonden met een edge-gebaseerde 5G kernnet. De taak is een vergroot model van een Rittal aansluitingklem op een rail te plaatsen, een kabel in de klem te steken en deze weer los te maken. Via een optisch en akoestisch signaal krijgen de bezoekers direct een terugkoppeling of de actie geslaagd is

Virtual reality

Om op afstand bestuurde objecten met robotarmen te kunnen grijpen en verplaatsen, moeten de personen diepte en afstanden van voorwerpen en de robotarmen realistisch kunnen inschatten. Hiertoe hebben de onderzoekers van de afdeling Visual Computing van Fraunhofer FOKUS een toepassing ontwikkeld, die met behulp van twee firsh-eye camera's het 'zicht' van de robot als 360° x 180° Surround Video in Stereo-3D in de VR-bril streamt.

Door de Stereo-3D eigenschap van de live-video kunnen de kijkers een nagenoeg reëel perspectief van de robots waarnemen. Het FOKUS-team van het Industrial IoT Center heeft voor de besturing van de robot op afstand een Robot Operating System (ROS) als communicatie-middleware geïntegreerd.

De mobiele verbinding gebeurt via een 60 GHz frequentie met Smallcells, bestaande uit een basisstation met een antenne voor mobiele communicatie. Dit zorgt voor een goede VR-omgeving en een nagenoeg niet vertraagde besturing van de robot op afstand.

5G kernnet

Voor de netinfrastructuur wordt de Open5GCore van de afdeling Software-based Networks van Fraunhofer FOKUS gebruikt. Open5GCore is een van 's werelds eerste op de standaard gebaseerde en merkonafhankelijke 5G kernnetten, die momenteel in heel Europa worden gebruikt voor het opbouwen van lokale respectievelijke regionale 5G proefnetten.

Door de op software gebaseerde omzetting kunnen netfuncties dynamisch worden gecombineerd tot een individueel virtueel speciaal net, afhankelijk van de gewenste vertragingstijd, veiligheidsgraad en aantal in het netwerk op te nemen apparaten. In combinatie met edge-computing, waarbij data direct op de productievloer in micro-rekencentra kunnen worden bewerkt, is aldus een veilige, voor real-time gerede communicatie mogelijk.

De German Edge Cloud (GEC) werkt onder andere in samenwerking met Rittal, Innovo Cloud en de Fraunhofer-Gesellschaft. De in Hannover getoonde opstelling is de eerste demonstratie van de samenwerking tussen GEC en Fraunhofer.

(Foto: Marc Frommer/ Fraunhofer FOKUS)