Beschreibung

Das Projekt AMBOS-3D steht für "Assistentsystem für manuelle Werkstattarbeitsplätze von Menschen mit Behinderung mittetls optischer 3S-Sensorik".
Es ist ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördertes Projekt aus dem Wettbewerb "Light Cares".
Mit diesem Wettbewerb soll kooperative vorwettbewerbliche Forschungs- und Entwicklungsarbeit unterstützt werden, deren Ziel darin besteht, den Alltag von Menschen mit Behinderung durch den Einsatz photonischer Technologien entscheidend zu verbessern und so mehr Teilhabe und Chancen zu ermöglichen.
Bei den Projekten ist eine unmittelbare Kooperation zwischen Menschen mit Behinderung und Vertretern der Maker-Bewegung angestrebt.


Industrie 4.0 in Werkstätten für Menschen mit Behinderung
Der Entwicklungsprozess zur Industrie 4.0 geht zurück auf den Trend zu kleineren Losgrößen und die steigende Zahl an Produktvarianten, hergestellt in der gleichen Arbeitsumgebung, um die Kosten möglichst niedrig zu halten. Hier stehen manuelle Arbeitsschritte im Vordergrund, bei welchen sich Automatisierung nur selten lohnt.
Mit dieser Entwicklung werden ebenfalls Werkstätten für Menschen mit Behinderung konfrontiert, da hier die Wirtschaftlichkeit und Einhaltung von Qualitätsanforderungen für beauftragende Unternehmen gleichermaßen relevant sind.
Die Herstellung von spezialisierten Arbeitsplätzen ist aufgrund des häufigen Produktwechsels und der unterschiedlichen Einschränkungen der Mitarbeiter aus Kostengründen nur selten umsetzbar. Daher besteht der Bedarf eines modernen Systems zur Assistenz bei manuellen Produktionsprozessen für Menschen mit Behinderung, welches günstig an verschiedenste Anforderungen angepasst und leicht in bestehende Arbeitsumgebungen integriert werden kann.

Optisches 3D-Assistenzsystem für manuelle Arbeitsprozesse
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines technischen Assistenzsystems, das manuelle Arbeitsprozesse optisch erfasst und Handbewegungen analysiert. Als Beispiel wird in diesem Projekt ein Packprozess der Neckartalwerkstätten des Caritasverbands für Stuttgart e.V. untersucht und auf korrekte Ausführung hin überprüft.
Zur Lösung der Aufgabenstellung werden günstige 3D-Sensoren und zum Sammeln der Daten Einplatinenrechner eingesetzt, die die Daten an einen zentralen Server zur Auswertung weiterleiten. Mittels moderner Gestenerkennungsalgorithmen erfolgt die Überprüfung der korrekten Ausführung der Arbeitsschritte. Über akustische oder optische Signale erhält der Arbeiter direkte Rückmeldung und Hinweise auf Arbeitsabfolgen.
Die Konfiguration erfolgt über eine Companion-App.
Der geplante Lösungsansatz bietet eine zuverlässige, berührungslose und leicht adaptierbare Möglichkeit der Qualitätssicherung für manuelle Arbeitsprozesse auf Basis von am Markt verfügbaren Komponenten und OpenSource-Software. Es ist sowohl an die Aufgabe als auch an die körperlichen und geistigen Fähigkeiten des Arbeiters anpassbar und kann leicht selbst installiert werden.
Durch die Veröffentlichung des Quellcodes und Anleitungen auf der dieser Internetseite kann das System direkt nachgebaut und weiter entwickelt werden. Über die Kommentarfunktion und Workshops bei HOBBYHIMMEL wird eine direkte Beteiligung von Interesenten ermöglicht.
Ziel ist die Erstellung vielfältiger, nutzerindividualisierter Lösungen und Erweiterungen für unterschiedliche Anwendungsgebiete.
Die Neckartalwerkstätten des Caritasverbands für Stuttgart e.V. planen zudem die breite Nutzung in eigenen Einrichtungen. 

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) zählt zu den führenden Forschungseinrichtungen im Bereich der Produktions- und Automatisierungstechnik. Organisatorische und technologische Aufgabenstellungen aus dem Produktionsbereich bilden die Schwerpunkte der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des Fraunhofer IPA. Die Abteilung »Bild- und Signalverarbeitung« entwickelt und realisiert innovative System- und Applikationslösungen für die Informationsverarbeitung. Die Kernkompetenzen der Abteilung konzentrieren sich auf die intelligente, automatisierte Interpretation von Bild- und Sensorinformationen zur Lösung komplexer Aufgabenstellungen. Das Anwendungsspektrum reicht von 2D-Mess- und Prüfsystemen über moderne, optische 3D-Auswertung bis hin zur 3D-Objekterkennung und Szenenanalyse u.a. für die Automatisierungstechnik und zur automatischen Notfall- und Sturzerkennung. Vor allem im Bereich der häuslichen Anwendung bildgebender Sensorik für ältere und/oder pflegebedürftige Menschen besitzt das Fraunhofer IPA aus früheren Forschungsarbeiten u.a. „sens@home“ und „Patronus“ einschlägige Expertise, auf welche im geplanten Projekt aufgebaut wird.

Caritasverband für Stuttgart e.V., Neckartalwerkstätten (NTW) ist eine Werkstatt für Menschen mit Behinderung in Trägerschaft des Caritasverbandes für Stuttgart e.V., welcher mit rund 1.500 hauptamtlichen und ca. 600 ehrenamtlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern einer der größten Träger der freien Wohlfahrtspflege in der Region ist. Die NTW bieten 340 erwachsenen Menschen, deren Leistungseinschränkungen nach SGB IX anerkannt sind, differenzierte Arbeitsangebote bei denen sie ihre Fähigkeiten einsetzen und weiterentwickeln können. In den Räumlichkeiten in Stuttgart-Hedelfingen bieten die NTW Arbeitsplätze sowohl im Produktions- als auch im Dienstleistungsbereich an. Daneben gibt es ausgelagerte Werkstattgruppen oder einzelne Außenarbeitsplätze in gewerblichen Betrieben, in Beschäftigungsprojekten und in Integrationsfirmen.

Die Ruck GmbH wurde 1983 gegründet mit dem Schwerpunkt auf der Entwicklung und Fertigung eines Baukastens zur ergonomischen Gestaltung von Arbeitsplätzen, der Teile-Bereitstellungen und Materialflusslösungen für kleine und mittlere Serien mit großer Typenvielfalt beinhaltet und weiterverwendbar bei Umrüstung und individuell mit dem Kunden abgestimmt ist. Ruck ist bereits sehr engagiert und hat einige Erfahrung in der Ausstattung und Optimierung von Arbeitsplätzen in Behindertenwerkstätten. Ein Beispiel sind Montagearbeitsplätze in Biberach bei den Heggbacher Einrichtungen. Hier werden Leuchten für Liebherr-Kühlschränke montiert und die Aufgabe von Ruck war, ein auf die Behinderungen der Einzelpersonen abgestimmtes manuelles Materialfluss-System zu schaffen. 

Der HOBBYHIMMEL ist Stuttgarts erste Offene Werkstatt. Als gemeinnütziges Projekt haben die Gründer sich das Ziel gesetzt, die handwerklichen Möglichkeiten möglichst vieler Menschen drastisch zu erweitern. Es steht hierfür eine große Werkstattfläche mit folgenden Werkbereichen zur Verfügung: Holz, Metall, Elektro, FabLab, Textil, Farben, Drucken, Fahrrad. Jedem wird die Möglichkeit geboten, an geeigneten Arbeitsplätzen seine Ideen zu verwirklichen. Neben dem Offenen Werkstattbereich mit einem großen Sortiment an Hand- und Elektrowerkzeugen aber auch größere Maschinen, werden verschiedene Kurse, regelmäßige Repaircafés sowie hauseigene Projekte angeboten.