Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPARoboter testet die Lebensdauer von Mensch-Maschine-Schnittstellen
Tastaturen oder Touchscreens machen verschiedenste Geräte leicht und intuitiv bedienbar. Das Material wird durch die kontinuierliche Benutzung allerdings besonders beansprucht und irgendwann in seiner Funktionalität beeinträchtigt. Gerätehersteller können jetzt mithilfe eines Robotersystems des Fraunhofer IPA gezielt diese Beanspruchung nachstellen lassen und so ermitteln, wie haltbar ihre Geräte sind. Typische Anwendungsfälle für unterschiedliche Geräte sind in automatisierten Testreihen beliebig lange durchführbar.
Zehntausende Wiederholungen in wenigen Tagen: Was manuell nicht zu leisten wäre, schafft jetzt ein neu entwickeltes Robotersystem des Fraunhofer IPA. Ob Tastennutzung, die Eingabe von Informationen und Aktionen mit den Fingern oder einem Stift zum Beispiel für ein Unterschriftenpad – das Robotersystem kann typische Anwendungsfälle für Mensch-Maschine-Schnittstellen nachstellen und testen, wie lange das verwendete Material oder damit verbundene Funktionen unversehrt und funktionstüchtig bleiben. Gerätehersteller erhalten dadurch genaue Kenntnisse über die Produktqualität, was überdies für mögliche Garantieleistungen wichtig ist. Außerdem können sie Kunden genaue Angaben über die Haltbarkeit mitteilen.
Kräfte und Pfad des Roboters imitieren typische Nutzung
Für jedes Gerät entwerfen die Wissenschaftler zusammen mit dem Hersteller zunächst die typischen Nutzungsszenarien und Belastungsprofile. Aufbauend auf diesen Kenntnissen richten sie das Robotersystem ein. Hierzu zählt insbesondere auch die Einrichtung des Endeffektors, der unterschiedliche Werkzeuge, die bspw. einem Finger oder einem Stift ähneln, halten und verschiedene Belastungsszenarien nachstellen kann.
Bei der Programmierung des Robotersystems sind zahlreiche Parameter wichtig, die die Belastung der Mensch-Maschine-Schnittstelle bei der Benutzung beschreiben. Die Wissenschaftler messen diese Belastung in authentischen Situationen mit Testpersonen. Hierzu zählen die Dauer und die Kraft, mit der sie ihre Handlung ausführen. Werden Touchscreens getestet, geht es auch darum, wo die Handlung typischerweise ausgeführt wird. Diese Daten nutzen die Wissenschaftler, um die Kräfte und den Pfad des Roboters entsprechend zu konfigurieren. »Uns ist es gelungen, das Robotersystem so einzurichten, dass es einen Anwendungsfall wie zum Beispiel die Bedienung eines Geldautomaten genau nachstellen kann. Dabei wird durch eine Kraftsensorik in einem robotergeführten fingerähnlichen Endeffektor die Bedienkraft bei einer Vielzahl von Interaktionszyklen exakt erfasst und ausgewertet«, erklärt Milad Geravand, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IPA. Messsysteme sowie regelmäßige Kontrollen durch die Mitarbeiter sorgen für präzise Tests.
Gleichbleibende Testqualität
»Für Gerätehersteller hat die Testautomatisierung den Vorteil, dass die Bedingungen immer gleich und die Ergebnisse reproduzierbar und somit vergleichbar sind. Weil das Robotersystem die ausgeführte Aufgabe exakt dokumentiert, ist der Testverlauf vollständig nachvollziehbar und nachstellbar«, präzisiert Geravand. Die Gerätehersteller erhalten einen ausführlichen Bericht über die durchgeführten Tests und Ergebnisse sowie eine Kurzzusammenfassung, die auch als Referenz für Kunden verwendet werden kann. Es ist sowohl möglich, die Tests in den Labors des Fraunhofer IPA durchzuführen, als auch ein solches Robotersystem vor Ort einzurichten oder bereits bestehende Robotersysteme für die Tests anzupassen.