KI in der Objekterkennung: Mithilfe einer AR-Brille versteht der digitale Assistent, was der Träger sieht. So können Maschine und Mensch in Echtzeit kommunizieren.
Foto: Tanja Meißner, KIT

Software

Objekte erkennen: wie KI bei der Montage helfen kann

Kimoknow, eine Ausgründung des KIT, entwickelt einen digitalen Assistenten für die Montage. Basis ist die automatisierte KI-gestützte Objekterkennung.

Künstliche Intelligenz (KI) macht es möglich, dass auch Maschinen Objekte erkennen können. Hierfür braucht es große Mengen an qualitativ hochwertigen Bilddaten, mit denen die Algorithmen manuell trainiert werden. Das am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entstandene Start-up Kimoknow hat eine Technologie entwickelt, um dieses Training zu automatisieren.

Digitaler Montageassistent im Praxistest

Der erste Use Case: Ein digitaler Montageassistent für die kontaktlose Zusammenarbeit von Menschen und Maschinen. Er wird in Kooperation mit der Elabo GmbH am Center for Artificial Intelligence Talents (CAIT) erprobt. „KI-Systeme für die Erkennung von Objekten zu trainieren, ist nach wie vor zeitaufwändig, unflexibel, teuer, stark umgebungsabhängig und erfordert einen hohen Rechenaufwand“, erklärt Kimoknow-Mitgründer Lukas Kriete.

Daten fürs KI-Training beschaffen

Das Start-up des KIT greift deswegen auf Bilddaten zurück, die bei computerunterstützten Entwicklungsprozessen (CAD) und im Produktionsdatenmanagement (PDM) ohnehin für alle Objekte entstehen. Sie geben unter anderem Aufschluss über Material, Geometrie und Position des jeweiligen Gegenstandes. Die CAD- und PDM-Daten werden extrahiert und für das automatisierte Training der KI genutzt.

Universelles Objekterkennungssystem

Das auf diese Weise geschulte Objekterkennungssystem kann vielfältig eingesetzt werden, unter anderem in Augmented Reality (AR)-Brillen. Sie erfassen relevante Gegenstände im Sichtfeld des Nutzers in Echtzeit und verfügen zudem über notwendige Kontextinformationen zum betreffenden Objekt. Als ersten Use Case für solche AR-Brillen hat Kimoknow ein Assistenzsystem entwickelt, das Fachkräfte bei der Montage komplexer Geräte unterstützen soll:

  • Der virtuelle Assistent führt Nutzerinnen und Nutzer durch den gesamten Montageprozess, visualisiert ohne zusätzliches Display Schritt für Schritt die Bauanleitung und zeigt so, in welcher Reihenfolge welches Teil mit welchen Werkzeugen und Montagematerialien verarbeitet wird.
  • Er wiederholt einzelne Schritte wenn Fehler auftauchen und dokumentiert den Prozess.
  • Der Monteur hat beide Hände frei und kommuniziert über Blickkontakt, Handzeichen oder Sprachbefehl mit dem System.

Einsatzgebiet: hochkomplexe Produkte in geringer Stückzahl

„Der Montageassistent macht den Prozess bei besserer Qualität effizienter, produktiver, schneller und kostengünstiger“, sagt Kriete. Der Assistent eignet sich für alle Industrien, in denen hochkomplexe Produkte in geringer Stückzahl hergestellt werden.

Der Prototyp wird für die Endmontage hoch spezialisierter Messgeräte eingesetzt und derzeit in Kooperation mit der Elabo GmbH am Center for Artificial Intelligence Talents (CAIT) am Institut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen (IMI) des KIT erprobt. Die Firma Kimoknow ist eine Ausgründung des IMI und ging am 13. Mai 2020 als Unternehmergesellschaft (haftungsbeschränkt) an den Start. Neben Lukas Kriete gehören Roman Wiegand, Aaron Boll, Michael Grethler und Vesa Klumpp zum Gründungsteam.