Gründer der Woche: RoVi Robot Vision - hier wird Zukunft gemacht

Gründer der Woche 35/18


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Die Vision der Gründer von RoVi Robot Vision ist es, intelligente Roboter für jedermann verfügbar zu machen. Sensoren bzw. Sensorsysteme spielen dabei als Schlüsseltechnologie eine herausragende Rolle. Mehr dazu erfahren wir von Co-Gründer Dr.-Ing. Clemens Schuwerk.

Sie und Ihre Co-Gründer, Dr.-Ing. Nicolas Alt und Stefan Lochbrunner, sind Robotik-Forscher der TU München. War von Beginn an das Ziel, aus der Forschung ein veritables Unternehmen erstehen zu lassen?

Die Idee für die kamerabasierte Sensorsoftware für intelligente Roboter entstand aus der Doktorarbeit von meinem Mitgründer Nicolas Alt. Sein Dissertationsthema war die „visuo-haptische“ Wahrnehmung von Robotern. Inspiriert von der Beobachtung, dass Roboterstaubsauger absichtlich und wiederholt auf Hindernisse stoßen, entwickelte er einen taktilen Sensor für mobile Roboterplattformen. Er bestand aus einem einfachen Schaumstoffbalken, der von einer bereits vorhandenen Kamera am Roboter beobachtet wurde und gleichzeitig als weicher Stoßfänger diente.

Eine Bildverarbeitungssoftware misst dabei die Verformung des Schaumstoffs bei Kontakt mit einem Gegenstand und berechnet daraus die Kontaktkräfte. Ein „traditioneller“ Sensor aus aktiver Elektronik wäre für diese Größe sehr komplex und teuer gewesen. Diese Idee hat uns inspiriert, darüber nachzudenken, wie auch andere Sensoren an modernen Robotern durch Kameras und Bildverarbeitungssoftware ersetzt werden können.

Heute misst unsere Sensorsoftware für intelligente Roboter nicht nur taktile Daten an den Fingern eines Greifers, sondern auch Kräfte und Momente am Handgelenk des Roboterarms und die Stellung der Gelenke des Roboterarms an sich. Unsere Software vereinfacht die Hardware von Robotersystemen dadurch maßgeblich. Also nein, das Ziel ein Unternehmen zu gründen bestand nicht von Anfang an.

Nicolas und ich haben uns allerdings schon frühzeitig während unserer Promotion immer wieder damit beschäftigt und überlegt, wie sich die Technologie kommerzialisieren lässt

Was waren die größten Meilensteine von der Forschung hin zur Idee der Gründung?

Neben den tatsächlichen technischen Entwicklungen gab es einige weitere wichtige Meilensteine, die wir in den letzten zwei Jahren erreichen konnten. Im Kernteam sind wir mittlerweile zu viert statt zu zweit. Stefan Lochbrunner ergänzte Nicolas und mich als dritter Ingenieur im Frühjahr 2017. Im Sommer 2018 kam mit Gerd Denninger ein Betriebswirt mit ins Team. Wir arbeiten außerdem mit bis zu 10 Studenten zusammen.

Wir haben mehrere Patente für die Technologie bewilligt bekommen, haben u.a. auf der Hannover Messe 2018 und der Automatica 2018 in München unsere völlig neuartige Technologie sehr erfolgreich präsentiert. Wir gehörten zum außerwählten Kreis von 8 Start-ups aus der ganzen Welt, die auf dem A3 Business Forum in Orlando ihre Technologie dem Fachpublikum präsentieren durften. Außerdem sind wir momentan in Gesprächen mit ersten Kunden.

Wie finanzieren Sie Ihr Start-up? Mit EXIST und weiteren Fördermitteln?

Aktuell werden wir ausschließlich von EXIST Forschungstransfer, einem Förderprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie speziell für High-Tech Gründung aus der Forschung, unterstützt. Bis zum Frühjahr 2019 wollen wir allerdings eine Seed-Investmentrunde abschließen.

Nun wieder zu Ihrer Robotik-Innovation, einer kamerabasierten Sensortechnologie. Erklären Sie mir Technik-Laien bitte das Besondere daran?

Unser neuartiges Sensorkonzept lässt sich mit einer Analogie zum Menschen anschaulich erklären: Mit geschlossenen Augen kann ein Mensch seinen Arm nur ungenau positionieren, da unsere Wahrnehmung der Position unserer Gliedmaßen und deren Gelenkstellungen wenig präzise ist. Klassische Industrieroboter arbeiten in der Regel zwar ebenso „blind“, nutzen im Gegensatz zum Menschen jedoch eine hochgenaue Sensorik zusammen mit einer steifen Konstruktion, um trotzdem eine hochgenaue Positionierung des Endeffektors, d.h. des Werkzeugs zu erreichen. Der Mensch dagegen verwendet die visuelle Wahrnehmung seiner Hand um diese präzise an ein Objekt heranzuführen und es zu greifen.

Auf ähnliche Weise arbeitet auch unsere softwarebasierte Sensorik: Eine Kamera beobachtet Finger, Hand und Arm des Roboters. Aus dem Bild der Kamera werden die Eigenbewegung des Arms, Kontaktbereiche und Kräfte abgeleitet. Das visuelle Feedback ist für uns ausreichend – zusätzliche Sensoren für Kräfte und Kontakte sind nicht mehr nötig!

Genauer gesagt berechnet unsere Software die Gelenkstellungen eines Roboterarms mit Hilfe von Bildanalysealgorithmen. Kraft-Momentensensoren und taktile Sensoren werden durch einfache passive flexible Elemente, zum Beispiel durch kostengünstigen Schaumstoff, ersetzt. Kontaktkräfte führen zu charakteristischen Verformungen dieser Elemente. Die Software misst diese Verformung ebenfalls mit Hilfe von Bildanalyseverfahren und berechnet anhand eines Materialmodells die anliegenden Kräfte und Momente. Die Sensorsoftware ist damit anwendbar auf komplette Robotersysteme, Roboterarme, Greifer oder mobile Roboterplattformen und ermöglicht die intelligente Steuerung dieser Systeme.

Unsere Sensorsoftware ermöglicht Robotern also das “Fühlen durch Sehen”. Die technische Innovation umfasst die robuste Messung von Gelenkstellungen, Greifkräften, Kontaktprofilen und anderen taktilen/haptischen Kontaktinformationen mit Hilfe von Bildverarbeitung und extern (d.h. neben/über dem Arm, am Greifer) angebrachten Kameras. Normalerweise muss dafür heute komplexe Elektronik, also Hardware, verwendet werden. Wir ersetzen diese Hardware jetzt durch Software.


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Das heißt auf den Punkt gebracht, Roboter werden durch Ihre Innovation letztlich günstiger und flexibler und so für neue Märkte attraktiv?

Genau! Die RoVi-Software ersetzt eine Vielzahl von Sensorkomponenten in Robotersystemen, wodurch die Hardware vereinfacht und u.a. der Verkabelungsaufwand reduziert wird. Unsere Software ermöglicht dadurch die Realisierung von sensitiven und gleichzeitig kostengünstigen Robotern. Da die aktuelle Roboterkonfiguration über externe Kameras und Software gemessen wird, müssen Verbindungselemente (d.h. das „Skelett“) nicht zwangsweise möglichst steif und hochpräzise gefertigt werden. Stattdessen kommen kleinere, leichtere und damit auch nachgiebige Verbindungselemente zum Einsatz. Diese können aus einfacheren Materialen, z.B. aus Kunststoff bestehen oder aus dem 3D-Drucker kommen. Auch die Getriebe können vereinfacht werden, weil das sogenannte „Spiel“ weniger problematisch ist.

Durch all diese Faktoren können die Kosten enorm gesenkt werden Herkömmliche Methoden zur Positionsbestimmung kommen damit aber nicht zurecht. Unsere Software in Verbindung mit einer externen Kamera ermöglicht dagegen trotzdem die präzise Messung der echten Position von Arm und Endeffektor. Kameras sind durch ihre enorme Verbreitung heute äußerst kostengünstig und leistungsstark. Zugleich sind sie sehr vielseitig einsetzbar und für die Umgebungserkennung auf vielen Robotern sogar unverzichtbar und deshalb bereits vorhanden.

Auch an industriellen Greifern werden Kameras zukünftig immer mehr zum Standard. Diese Kameras können in vielen Fällen für die beschriebene softwarebasierte Sensorik verwendet werden, da diese mit beliebigen Kameras zusammenarbeitet.

Wo in der Robotik kommt Ihr Sensorsystem konkret zur Anwendungen bzw. kann es künftig zur Anwendung kommen?

Anwendungsbeispiele finden sich in sämtlichen Bereichen der Industrie, aber bevorzugt dort wo eine flexible und sichere Handhabung von Objekten nötig ist, z.B. in den Bereichen Logistik, Landwirtschaft, Nahrungsmittel, oder auch in Bereichen wo sich Roboter an einen schnell veränderten Produktmix anpassen müssen. Besonders kleine und mittelständische Unternehmen, wo heute oft noch wenige Roboter eingesetzt werden, können von unserer Technologie profitieren. Sie können die Prozessqualität erhöhen und die Wettbewerbsfähigkeit auch in Hochlohnländern sichern.

Mit unserer Technologie zielen wir so primär auf den Wachstumsmarkt Servicerobotik ab. Die traditionellen Anwendungen der industriellen Automatisierungstechnik liegen hingegen nicht in unserem Fokus. Die dabei eingesetzten Industrieroboter sind vorprogrammierte Spezialisten, die den ganzen Tag die gleiche Bewegung mit sehr hoher Präzession und Geschwindigkeit ausführen.

Welches sind mögliche Anwendungen im privaten Bereich?

Im privaten Bereich sehen wir beispielsweise Roboterstaubsauger als mögliche Anwendungen. Ausgestattet mit einem kleinen Roboterarm können diese zum Beispiel Hindernisse wie Spielzeug auf dem Boden aus dem Weg räumen oder auch auf den Sockelleisten oder besser in den Ecken saugen. Allerdings müssen für den breiten Einsatz im Haushalt noch einige Hürden in der Forschung im Bereich Robotik genommen werden. Für uns Menschen ist es beispielsweise vollkommen intuitiv, wie wir eine Tasse zu greifen haben. Ein Roboter tut sich bei dieser Entscheidung aber heute noch extrem schwer.

Insgesamt ist der private Bereich aber extrem spannend, denn hier werden in einigen Jahren ganz neue Anwendungen für Roboter entstehen, z.B. in den Bereichen Reinigung, Kochen, Pflegeunterstützung, Telepräsenz und Unterhaltung. Gleichzeitig ist Sensorik zur Wahrnehmung der Umgebung des Roboters die Schlüsseltechnologie und es herrscht ein enormer Preisdruck. Genau dann können wir mit unserer Technologie alle Vorteile ausspielen.

Wenn es um Robotik und KI geht, kommen schnell auch auch Bedenken oder gar Ängste gegenüber der "Robotik-Zukunft" ins Spiel. Was sagen Sie den Bedenkenträgern?

Ich denke, dass die Fähigkeiten von Robotern in vielen Bereichen bei weitem nicht die Fähigkeiten von uns Menschen erreichen werden. Roboter werden uns deshalb unterstützen und uns langweilige, repetitive, gefährliche oder anstrengende Aufgaben abnehmen. Sie werden uns nicht ersetzen, aber immer mehr mit uns zusammenarbeiten. Dadurch verändern sich natürlich die Eigenschaften der Tätigkeiten. Technologische Fortschritte haben schon immer die Arbeitswelt verändert.

Vor 20 Jahren hat beispielsweise noch niemand daran gedacht, dass Experten zur „Suchmaschinenoptimierung“ oder App-Entwickler für Smartphones heute sehr gefragt sind. Ähnliches prognostizieren Studien auch für den Bereich intelligente Robotik. Einfachen Tätigkeiten, die durch Roboter ersetzt werden, stehen demnach neu geschaffene, hochqualifizierte Jobs gegenüber.

Experten schätzen den für das RoVi-Sensorsystem relevanten Gesamtmarkt für 2019 auf 570 Mio. Euro - das ist eine sehr respektable Summe. Sind Sie bereits als Start-up so gut aufgestellt, um sich so erfolgreich im Markt zu positionieren?

Bis wir dahin kommen, ist es natürlich noch ein weiter Weg. Wie bereits erwähnt, befinden wir uns aktuell in einer Phase des „Technologietransfers“. Unsere Prototypen und Forschungsergebnisse müssen in ein marktreifes Produkt überführt werden. Die Robotik stützt sich im Allgemeinen auf viele verschiedene Disziplinen, darunter Mechanik, Elektronik, Steuerung und heute auch immer mehr Software und Computer Vision. Generell ist es beim Bau eines Roboters eine Herausforderung, all dies in einem kleinen Team zu bewältigen. Deshalb ist die erfolgreiche Positionierung auf dem Markt auch ein langwieriger Prozess. Ich denke, dass man sich zunächst in einer Nische positionieren muss, um sich dann Stück für Stück weiter auf dem Markt zu etablieren.

Was sind Ihre weiteren To Do’s und Pläne?

Als junges Start-up mit einer neuartigen und einzigartigen Technologie ist für uns aktuell das primäre Ziel unsere Technologie bei Pilotkunden zum Einsatz zu bringen. Dabei sind wir auf der Suche nach visionären Unternehmern, deren Prozesse wir mit intelligenten und kostengünstigen Robotersystemen verbessern und automatisieren können. Langfristig sehen wir uns als Anbieter unserer Sensorsoftware, welche wir an Hersteller von Robotersystem und Integratoren lizenzieren.

Im Frühjahr 2019 wollen wir außerdem eine Investmentrunde abgeschlossen haben. Das großartige Potenzial unserer Sensorlösung, Roboter intelligenter und gleichzeitig günstiger zu machen und dadurch ganz neue Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen, ist unser täglicher Antrieb und auch unsere Vision: intelligente Roboter zu ermöglichen, welche das Leben von uns allen vereinfachen und verbessern.

Und last but not least: Was raten Sie anderen Gründern aus eigener Erfahrung?

Da wir selber noch in einem sehr frühen Gründungsstadium sind, ist es schwer anderen Gründern tiefgreifende Erfahrungen mit auf den Weg zu geben. Meiner Meinung nach ist es besonders für sehr technologiegetriebene Start-ups, die wie wir aus der Forschung kommen, auf den Markt und die Kunden zu hören, um die Technologie nicht im „stillen Kämmerlein“ am tatsächlichen Bedarf vorbei zu entwickeln.

Hier geht's zu RoVi Robot Vision


Das Interview führte Hans Luthardt


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