Mensch und Roboter auf der Baustelle: Wie Cobots das Bauwesen verändern

Mit dem Großgerät CoBotCraftLab untersucht ein interdisziplinäres Team aus Architektur sowie Mechatronik und Maschinenbau, wie die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter im Bauwesen künftig funktionieren kann. Dabei geht es um weit mehr als reine Automatisierung: Verständliche Bewegungen der Maschinen, Sicherheit im gemeinsamen Arbeitsraum und verlässliche Interaktion spielen eine entscheidende Rolle.

Im Fokus stehen grundlegende Fragen der Mensch-Roboter-Interaktion – von gut lesbaren Bewegungsabläufen bis hin zur Fertigung kompletter Wandbauteile im Maßstab 1:1. Ermöglicht wird das Forschungsprojekt durch eine Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) in Höhe von über 900.000 Euro.

Cobots Baustelle: Mensch und Maschine arbeiten Hand in Hand

Herzstück der neuen Forschungsanlage ist eine rund sieben Meter lange und drei Meter breite mobile Fertigungszelle. Darin arbeiten sechs kollaborative Roboter – sogenannte Cobots – direkt mit Menschen zusammen. Anders als klassische Industrieroboter sind sie nicht hinter Schutzgittern isoliert, sondern für die unmittelbare Interaktion konzipiert.

Das Forschungsteam will unter anderem herausfinden, wie sich Roboter bewegen müssen, damit Menschen ihre Absichten intuitiv erkennen können. Praktisch erprobt wird das in gemeinsamen Bauprojekten: So sollen die Cobots zusammen mit menschlichen Partnern einen Holzpavillon fertigen.

Zum Einsatz kommen dabei traditionelle Fügetechniken wie Schwalbenschwanzverbindungen – ganz ohne Schrauben oder Klebstoffe. Das erleichtert nicht nur die Montage in der Fertigungszelle, sondern ermöglicht auch eine spätere Demontage sowie die sortenreine Trennung der Materialien.

„Das automatisierte Bauen mit Robotern ist ein Feld, in dem noch viele grundlegende Fragen offen sind“, erklärt Daniel Schilberg, Professor für Robotik und Mechatronik und Dekan des Fachbereichs Mechatronik und Maschinenbau. „Uns interessiert vor allem, wie ein kollaboratives System gestaltet sein muss, damit Menschen jederzeit verstehen, was der Roboter vorhat. Gerade weil an unserer Anlage mehrere Cobots gleichzeitig agieren, entstehen komplexe Bewegungsabläufe, die für den Menschen gut lesbar und sicher sein müssen.“

Automatisiertes Bauen im Bauwesen: Zwischen Handwerk und Robotik

Aus architektonischer Sicht geht es dabei nicht nur um die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine, sondern auch um die Bauprozesse der Zukunft. Angesichts des Fachkräftemangels im Bauwesen könnten automatisierte, zugleich aber handwerksnahe Fertigungsmethoden neue Perspektiven eröffnen.

Mit dem CoBotCraftLab wollen die Forschenden untersuchen, wie sich handwerkliches Erfahrungswissen mit robotischer Präzision verbinden lässt und daraus neue, nachhaltige und rückbaufähige Bauweisen entstehen können.

Zusammenarbeit als Schlüssel für innovative Bauprozesse

Ein besonderes Merkmal des Projekts ist die enge interdisziplinäre Zusammenarbeit: Architektur und Ingenieurwissenschaften entwickeln gemeinsam neue Prozesse, Werkzeuge und Begriffe, um die Kooperation zwischen Mensch und Maschine zu beschreiben und weiterzuentwickeln. Sven Pfeiffer, Professor für Digitales Entwerfen, Planen und Bauen, betont, dass interdisziplinäre Zusammenarbeit selbst ein Lernprozess sei und aktiv eingeübt werden müsse.

„Wir müssen eine gemeinsame Sprache finden und klären, wie wir mit Robotern entwerfen können und warum gute Gestaltung dabei eine zentrale Rolle spielt. Das CoBotCraftLab gibt uns die Möglichkeit, unterschiedliche Denkweisen im Prozess der Mensch-Maschine-Kollaboration zu reflektieren und weiterzuentwickeln.“