Celým názvem KUKA LBR iiwa HRC - “Leichtbauroboter (lightweight robot – lehký robot)” iiwa Human Robot Collaboration je nový světově první robot určený pro průmyslové aplikace a všeobecné použití a vyrábí jej firma KUKA. IIWA je schopen manipulovat s až 10kg těžkými břemeny a operační rádius je až 820cm. Jedná se tedy o menší manipulátor vhodný také do laboratoří nebo do lékařských zařízení.

IIWA má mnoho výhod. Díky tomu, že je „senzitivní“ vůči svému okolí, může detekovat kontakt mezi předmětem, který nese, a okolními předměty. Díky kvalitnímu software je schopen přizpůsobit jak rychlost, tak i sílu dané situaci. Jednoznačně se tak vyhne situacím, kdy by mohlo dojít k rozdrcení uchopeného předmětu. IIWA nabízí tři pracovní režimy a dokonce je schopen se učit na základě taktilních příkazů operátora.

Je také možné robota programovat s využitím virtuálního 3D simulátoru a zpětné vazby, kde operátor s ramenem robota pohybuje a pohyb se zaznamenává do řídícího počítače. Díky zpětnovazebnímu systému řízení (detekce momentu) je IIWA schopen poměrně snadno rozpoznávat i kontury předmětů pouze „hmatem“.

Tzv. taktilní systém je schopen pracovat s minimem síly a to až na úrovni pouhých 2 procent maxima. Díky tomu, že IIWA má de-facto hmat je schopen po hmatu najít i malé předměty, které se nachází v dosahu robotického ramene. Díky kvalitnímu software je IIWA schopen pracovat jak samostatně tak i v kooperaci s dalšími roboty IIWA nebo společně s člověkem. 

IIWA se prozatím vyrábí ve dvou provedeních s označením „LBR IIWA 7 R800“ a „LBR IIWA 14 R820“. Verze se liší maximální zátěží na rameno 7 nebo 14kg a rozměry a tím pádem i operačním rádiusem. Obě verze mají 7 rotačních os (6 rotačních kloubů) a na konci uchopovací hlavici (rotační), která může nést různá zařízení – viz obrázek níže.

Přesnost ustavení pozice je +/-0.1mm. Váha 23.9kg pro IIWA 7 a 29.9 pro IIWA 14. Krytí je IP54 pro obě verze. Napájení je v rozsahu 110-230V. KUKA také poskytuje komplexní systém řízení – viz obrázek níže uprostřed, rozměry 500 mm x 483 mm x 190 mm.

K dispozici je také kompletní software označený jako „KUKA Sunrise.Workbench engineering suite“ umožňující programování a pak také dálkový ovládací pult KUKA Smart PAD.

Upínací hlava na konci IIWA je schopná poskytnout přípojku tlakového vzduchu, přípojku elektrického proudu a také konektor Ethernet příp. další. 

IIWA má mnoho využití např. uchopování předmětů a podávání dalším strojům nebo lidem, měření a testování, paletizace výrobků, balení výrobků, aplikace nátěrů stříkáním, montáž strojů, skládání výrobků nebo naopak rozebírání součástí, překládání výrobků z místa na místo v dosahu ramene a mnoho dalších. 

Robot IIWA muže být namontován i na pohyblivý vozík jak je vidět z obrázku níže. Navigace pak probíhá např. pomocí 2D laseru – viz malý obrázek uprostřed níže. Jsou dobře vidět laserové paprsky zakreslené červenými čarami. Robot pak může nést i více 2D laserů. Stejný princip navigace používají i vozy GoogleCars nebo Tesla.

Vozík KUKA pak může pracovat zcela samostatně a převážet výrobky od strojů do skladu nebo naopak ze skladu do expedice k odeslání zákazníkovi. Výhodou je, že není již zapotřebí zasekávat magnetické senzory do betonové podlahy nebo přivařovat ocelové kolejnice, což vyjde velmi draho.

2DLaserScanner poskytuje bezpečný senzor pro navigaci. Je pochopitelně možné využívat i jiné senzory jako např. 3DLaserScanner nebo mono/stereo video kameru a informace z těchto dalších senzorů vhodně fůzovat. Zhodnocuje se tak několik desítek let tvrdé práce výzkumníků v oblasti navigace, a samozřejmě se tak vrací obrovské finanční prostředky vkládané po desítky let do výzkumu.

Algoritmy, které se pro navigaci používají, můžeme nalézt např. na web stánkách Stanfordské University, Carnegie Mellon University – projekt Carmen nebo University of Washington a mnoho dalších (viz zdroje pod článkem). Jak vypadají mapy, které byly získané v průběhu vývoje navigačních a mapovacích algoritmů od konce 90. let je možné vidět zde.

K dispozici jsou i samotná navigační data. Výhodou navigace v průmyslových areálech je především to, že základní mapa prostředí je již k dispozici. Dnes existuje nepřeberné množství algoritmů pro navigaci s využitím 2D/3D laseru, všechny tyto algoritmy však mají společný základ v algoritmech navržených v průběhu a na konci 90 let minulého století.

IIWA nenachází uplatnění jen v průmyslu. Firma KUKA okamžitě vybavila svým robotem i mnoho universitních laboratoří (za jistý „přijatelný“ obnos nebo jednoduše v rámci sponzoringu zdarma). První výsledky na sebe nenechaly dlouho čekat.

Výzkumníci z laboratoře LASA, která spadá pod EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne), vytvořili první aplikaci, kde IIWA chytá do čtyřprsté ruky letící objekty. Je to skvělá aplikace, která ukazuje obrovské možnosti takovýchto zařízení.

V České republice se asi hned tak s podobným technickým vybavením nesetkáme. Na příští rok plánuje ministerstvo financí snížit už tak vypjatý rozpočet o 14 procent. Každopádně o podobné výsledky má obrovský zájem např. Amazon, protože má v úmyslu zcela nahradit lidskou práci skladníků pomocí podobných robotů a proces uchopování objektů je pro tento typ práce nesmírně důležitý.