Project SABOT

Industrie: Maschinenbau
Technologie: Künstliche Intelligenz, Maschinelles Lernen, Sprachmodelle, Cloudservices, Python, Tensorflow, Rasa

Projektziel

Die Fortschritte in NLP (Natural Language Processing) und KI befähigen Maschinen menschlicher Konversation zu folgen. Im privaten Bereich ist dies mit Siri, Google Assistant oder Alexa bereits weit verbreitet und Anwender gewöh‐ nen sich daran. SABO Mobile IT entwickelt intelligente Sprachsteuerungen für Maschinen, denn es gibt Vorteile für Hersteller und Kunden.

Sprachsteuerung kann auch in unvorteilhaften Arbeits‐ umgebungen eingesetzt werden, Hände bleiben hygie‐ nisch, Schutzausrüstung kann verbleiben. Maschinen können effizient auf Entfernung ohne Dialogmenüs und Tastatureingaben bedient werden. Natürlichsprachiger Dialog kann intuitiv verwendet werden, reduziert die Ein‐ arbeitungszeit und erhöht die Nutzerakzeptanz.

Die Anforderungen an einen intelligenten Sprachassis‐ tenten im Industriebereich sind deutlich höher als bei Sprachassistenten für Internetdienste in Privatnutzung. Sicherheit- und Autorisierungsaspekte, Umgebungslaut‐ stärke, wechselnde Anwender unterschiedlicher Qualifi‐ kationsstufen und eine ganze Reihe unterschiedlicher SPS-Steuerungen erfordern ein umfassendes Lösungs‐ konzept.

SABOT, der intelligente und industrietaugliche Sprachassistent von SABO Mobile IT eröffnet den Weg zu einer neuartigen und nutzerzentrierten Bedienung vor‐ handener Industrieanlagen. SABOT ist so konzipiert, dass er an bestehende Maschinen nachgerüstet werden kann.

Ansatz

Künstliche Intelligenz und Natural Language Processing generieren Potenzial das SABO Mobile IT in einer Innovati‐ on umsetzt. Im SABOT werden mit im Internet von den Technologieführern des NLP bereitgestellten Diensten Sprachbots für spezifische Geräte erstellt.

Lösung

SABOT dient als VUI (Voice User Interface) einer seriell hergestellten Maschine zur industriellen Herstellung von Lebensmittel. Die Steuerung der Maschine und Abfrage von Daten der Maschine und dem Datenbestand IoT, an das die Maschine angeschlossen ist, erfolgt mittels natürlich‐ sprachiger Kommunikation auf Deutsch und Englisch. Die Bedienung ist somit freihändig möglich, ein wichtiger Vor‐ teil gerade in hygienesensiblen Industrien. SABOT unter‐ stützt typische menschliche Kommunikationsmuster, z.B. eine Wiederholung bisheriger Kommunikation auf Nach‐ frage oder Rückfragen zur Vergewisserung.

SABO Team - teambuilding 2021

Features

- SABOT unterstützt mit seinem Voice User Interface (VUI) die allermeisten STT (Speech-to-Text) und TTS (Text-to-Speech) Services.

- Intentionen (Abfragen und Steuerbefehle) können in gängiger Sprechweise ausgedrückt werden und wer‐ den verstanden.

- SABOT kommuniziert mit den Bedienern auf Deutsch oder Englisch, weitere Sprachen können antrainiert werden.

- Ein Noise Cancelling wurde implementiert, um Störun‐ gen durch Umgebungslärm zu unterdrücken.

- Unterschiedliche Nutzerprofile wurden implementiert – erfahrene und weniger erfahrene Maschinenbedie‐ ner.

- Mit einer Sentimentanalyse wird automatisch erfasst, ob Maschinenbediener positiv oder negativ eingestellt sind und die Kommunikation daran angepasst. Dies sorgt für eine hohe Nutzerakzeptanz.

- Benutzerdefinierte Szenarien wurden abgedeckt, die den Zugriff auf maschinenspezifische Daten ermögli‐ chen.

Ergebnisse

Bediener und Maschine können nun miteinander sprechen. Ohne einstudierte Kommandos erkennt SABOT die Intenti‐ on der Bediener. Das umgesetzte Kommunikationskonzept ermöglicht einem breiten Anwenderkreis eine effiziente Bedienung der Maschine. Die Annahmen zum Nutzen von SABOT haben sich bestätigt. Die ausgewählte technische Lösung ermöglicht die Implementierung weiterer Sprachen und zeigt somit das Potenzial für international operierende Maschinenbauunternehmen auf.

Künftig soll SABOT an Anlagen mit unterschiedlichsten Steuerungen und Kommunikationsprotokollen angebun‐ den werden. Die Funktionen sollen im SABOT lokal laufen, so dass die Maschinen autonom, ohne Internetanbindung betrieben werden können.

Weitere Entwicklungschritte

Als nächste Meilensteine sind eine Abstrahierung der Kom‐ munikationsschnittstellen zur Vernetzung mit vielen weite‐ ren Maschinen und die Entwicklung einer Konfigurations‐ plattform zur Adaptierung von SABOT direkt durch den Maschinenbauer geplant.