Plantface

Aufgabe

Im Mittelpunkt des Projekts stand die Entwicklung einer intuitiven Steuerung für einen sechsachsigen Knickarmroboter. Durch einen iterativen Usability-Prozess wurde das Interface kontinuierlich anhand von Nutzerfeedback und Tests weiterentwickelt.

Handlungsraum

Um die Entwicklung der Steuerung an realen Anforderungen auszurichten, wurde zunächst ein konkreter Handlungsraum definiert.

Auswahlprozess
Analyse verschiedener Einsatzbereiche → Auswahl des Themenfelds Pflanzen → Fokus auf die empfindliche Ernte.

Mehrwert
Der gewählte Handlungsraum bildete die Grundlage für eine praxisnahe Entwicklung mit klarem Mehrwert: Entlastung der Mitarbeitenden, präzise Arbeitsabläufe und ein kontinuierlicher 24/7-Betrieb.

Konzept

Die Anforderungen des Handlungsraums führten zur Entwicklung eines hybriden Bedienkonzepts.

Hybrides Interface
Das hybride Interface kombiniert eine Desktop-Anwendung zur Überwachung und Verwaltung mit einem separaten Controller für das manuelle Eingreifen. So können Routineaufgaben überwacht und bei Bedarf direkt in den Arbeitsprozess eingegriffen werden.

Bedienkonzept

Kamera
Ein Praxistest führte zur Entwicklung eines Zwei-Kamera-Konzepts mit Übersichts- und Greiferkamera, das eine intuitive Navigation und präzises Arbeiten ermöglicht.

Freiheitsgrade
Der Test verdeutlichte außerdem, dass eine präzise und frei steuerbare Bedienung essenziell für den Arbeitsprozess ist.

Prototyp

Version für User-Test
Der erste Prototyp diente dazu, die grundlegende Navigation und Steuerung des Roboters zu erproben.

• Joystick: Bewegung in X- und Y-Achse
• Schieberegler: Bewegung der Z-Achse
• Drehbarer Controllergriff: Rotation des Robotergreifers
• Vertikal verschiebbare Stange: Neigung des Roboters (Auf- und Abbewegung)
• Taste: Greifer öffnen und schließen

Optimierungs Potenzial
Bereits vor dem User-Test entstand die Idee einer bewegungsbasierten Steuerung. Der User-Test wurde genutzt, um diese Annahme zu validieren.

User-Test

Um unterschiedliche Altersgruppen im Berufsalltag zu berücksichtigen, nahmen neun Personen verschiedenen Alters am User-Test teil. Ihre Aufgabe bestand darin, mithilfe des Handcontrollers eine Problemstelle zu beheben. Die Ergebnisse bestätigten unsere Änderungsideen und lieferten die Grundlage für die Weiterentwicklung des Prototyps.

Erkenntnisse und Optimierungen

• Seitliches Verschieben des Controllers: Bewegung in X-Richtung
• Vertikal verschiebbare Stange: Bewegung der Y-Achse
• Drehbarer Controllergriff: Rotation des Robotergreifers
• Neigen des Controllergriffs: Neigung des Roboters
• Optimierte Taste: Greifer öffnen und schließen
• Ergonomisch überarbeiteter Griff: Verbesserter Bedienkomfort

Finaler Prototyp

Desktop
Übersicht über die Gewächshäuser, Datenverwaltung sowie Überwachung und Bearbeitung von Problemstellen.

Controller
Für den finalen Controller wurden alle Bedienelemente an natürliche Bewegungen angepasst.

Finaler User Test

Im finalen User-Test wurden Navigation und Steuerung anhand des vollständigen Arbeitsablaufs: Problemstelle lokalisieren, ansteuern und beheben – erfolgreich evaluiert.

Finales Design

Das finale Design zeichnet sich durch eine reduzierte, hochwertige Formensprache aus. Die grün gummierten Griffbereiche kennzeichnen intuitiv die Handpositionen und sorgen gleichzeitig für einen sicheren, ergonomischen Halt.

Controller im Nutzerszenario