Sicherheit vor Kollisionen zu gewährleisten ist eine gesetzliche Voraussetzung für die Zulassung eines jeden Serviceroboters und erfordert den Nachweis der Konformität mit einschlägigen Sicherheitsnormen wie der DIN EN 61508. In dem Projekt SAMS wurde ein Sicherungsalgorithmus zur Berechnung von geschwindigkeitsabhängigen Schutzfeldern entwickelt, und die Konformität bis zu einem Sicherheitsintegritätslevel (safety integrity level) SIL 3 nach DIN EN 61508 durch den TÜV Süd nachgewiesen. Mittels einer berührungslosen Überwachung der Schutzfelder durch einen Laserscanner wird die Kollisionsfreiheit gewährleistet. Neu ist hierbei die Geschwindigkeitsabhängigkeit der Schutzfelder. Sie erlaubt im Gegensatz zu momentan verfügbaren Lösungen mit festen Schutzfeldern eine schnellere und effektivere Bahnführung, in der immer so spät wie möglich, aber so früh wie nötig, gebremst wird. Kern der Zertifizierung und Garantie der Sicherheit ist die formale mathematische Modellierung des Bremsverhaltens und der darauf aufbauende Korrektheitsbeweis in dem Theorembeweiser Isabelle. Hierzu wurde im Rahmen des Projektes eine Umgebung zur normengerechten Verifikation von MISRA-C-Programmen entwickelt.
„SAMS hat auf dem Gebiet der Robotik und insbesondere der Servicerobotik wissenschaftlich spannendes Neuland mit hohem wirtschaftlichen Potenzial betreten: Angewendet werden formale Methoden, wie sie aus dem Bereich der sicherheitskritischen Systeme bekannt sind.“ erläutert PD Dr. Christoph Lüth, Leiter des SAMS-Projektes. „Die praktischen Ergebnisse haben unmittelbare wirtschaftliche Anwendbarkeit, und die wissenschaftlichen Ergebnisse bestätigen den Ruf des DFKI als eines der Zentren für innovative Softwaretechnologien in Europa. Durch die durchgängig formale Verifikation kann ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit erzielt werden, der es ermöglicht, auch weitere anspruchsvolle Algorithmen zu verifizieren und damit zu zertifizieren.“, so Lüth weiter.
Das Verbundprojekt SAMS wurde vom DFKI Bremen als Konsortialführer, der Firma Leuze electronic sowie der Universität Bremen durchgeführt und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Leitinnovation Servicerobotik gefördert.
DFKI-Kontakt:
PD Dr. Christoph Lüth
DFKI Bremen, Forschungsgruppe Sichere Kognitive Systeme
Tel.: +49 421 218 64223
Christoph.Lueth@dfki.de