Was haben Menschen und Maschinen gemeinsam? Richtig, die Empathie!

Das besondere an zwischenmenschlichen Beziehungen ist die Empathie, also die Fähigkeit Empfindungen und Beweggründe des anderen zu erkennen und darauf einzugehen. Was wäre, wenn nun auch die Zusammenarbeit zwischen Menschen und Maschinen von diesen Eigenschaften geprägt wäre? Wenn die Maschine erkennt, dass der Mensch gestresst ist und der Mensch wiederum jederzeit den Zustand der Maschine kennt? Diese synergetischen Zusammenarbeit erforschen sieben Fraunhofer-Institute im Leitprojekt »EMOTION«.

Das Fraunhofer-Leitprojekt »EMOTION« möchte ein neues Konzept in die Produktion einführen: die »empathischen Systeme«. In resilienten, also in reaktions-, lern- und anpassungsfähigen Produktionssystemen, müssen Menschen und intelligente Maschinen eher Hand in Hand zusammenarbeiten statt nebeneinander her. Diese Zusammenarbeit benötigt allerdings ein ganz neues Verständnis der Fähigkeiten, Ziele und der Verfassung des Anderen, wodurch Empathie zu der ausschlaggebenden Fähigkeit wird, um Produktionssysteme resilienter und damit zukunftsfähig zu machen. Die sieben beteiligten Fraunhofer-Institute sehen Empathie als die nötige Kernkompetenz, im Gegensatz zu den herkömmlichen kognitiven Systemen. Empathische technische Systeme besitzen den Systemverbund, um selbstständig Informationen einzubeziehen und diese zu verarbeiten. Somit sind empathische Systeme eine Erweiterung der herkömmlichen kognitiven Systeme. Konkret soll das in der Produktion bedeuten: mehr Transparenz schaffen, Abweichungen schneller erkennen, eine bessere Vorhersage- bzw. Anpassungsfähigkeit und letztlich kooperatives Lernen. Ziel des Projekts ist es, unter Berücksichtigung der Interoperabilität und Individualität der Akteure ein Referenzmodell für emphatische Produktionssysteme zu entwickeln und dieses durch die Kombination von Hard- und Software-Lösungen technisch zu realisieren. Konkret bedeutet dies, dass durch die industrienahe Erprobung in den Anwendungsfeldern Assistenzsysteme, Instandhaltung sowie Produktionsplanung und -steuerung der Mehrwert von Mensch-Technik-Lösungen hinsichtlich Reaktions-, Lern- und Anpassungsfähigkeit von Produktionssystemen nachgewiesen und aufgezeigt wird. Zielgruppe sind Anwender im Anlagen-, Maschinen- und Fahrzeugbau sowie Systemhersteller, Systemintegratoren der Digitalwirtschaft. Eine Kernaufgabe liegt in der Gestaltung einer dezentralen Systemarchitektur, die letztendlich zu der Souveränität der Akteure führt. Um dies zu erreichen, muss zunächst eine Infrastruktur für das digitale Fabrikmanagement angelegt werden, mit Edge-Computing-Lösungen und dem nötigen Datenschutztraining. Darüber wird anschließend ein Digitaler Zwilling gelegt, der alle Informationen der Akteure und der Produktion abbildet. So soll schließlich das Ziel erreicht werden, die empathische Kooperation zweier Menschen auf die Kooperation mit und zwischen Maschinen zu übertragen, sodass Maschinen die Zustände und Ziele der anderen Maschine mitgeteilt bekommen und daraufhin selbstständig einen Konflikt lösen können. Ein solches soziotechnisches System kann viel flexibler auf alltägliche logistische Probleme reagieren, wie z. B. Maschinenstörungen, Produktvariantenvielfalt, schwankende Nachfrage und Lieferengpässe. Durch die digitale Vernetzung, kollektives Lernen und kooperative Entscheidungsmechanismen entsteht eine individuelle Kooperation zwischen Mensch und Assistenzsystem und Maschine-Maschine-Systemen, die die Resilienz enorm steigert. Aktuell werden weitere Komponenten und neue Sensorik im System ergänzt, um die Mensch-Technik-Interaktion noch reibungsloser zu gestalten und weitere Daten zu erhalten, wie z. B. über nötige Instandhaltungsmaßnahmen. Das alles dient weiterhin dem Ziel, den Menschen und die Technik agil aufeinander reagieren zu lassen und so das Gesamtsystem zu stärken.