Upskill at Work
Die Digitalisierung definiert die Arbeit und die von den Arbeitern geforderten Fähigkeiten neu. Insbesondere werden neue Schnittstellen für den Erwerb von Fähigkeiten zur Robotersteuerung für die agile Produktion benötigt.
Steckbrief
- Beteiligte Departemente Technik und Informatik
- Institut(e) Institute for Human Centered Engineering (HuCE)
- Forschungseinheit(en) HuCE / Labor für Computerwahrnehmung und virtuelle Realität
- Förderorganisation BFH
- Laufzeit 01.01.2021 - 31.12.2021
- Projektleitung Prof. Dr. Sarah Dégallier Rochat
- Schlüsselwörter Mensch-Maschine-Interaktion, Roboterprogrammierung, Fortbildung
Ausgangslage
Die Digitalisierung verändert die Arbeitswelt durch die Einführung neuer Technologien wie künstliche Intelligenz und Robotik. Es entstehen neue Arbeitsplätze, während andere tendenziell verschwinden. Bei vielen der neuen Arbeitsplätze in der Schweiz handelt es sich um hochqualifizierte Jobs, die meist digitale Fähigkeiten erfordern. Wie der Rest Europas leidet jedoch auch die Schweiz unter einem Mangel an qualifizierten Arbeitskräften. Zwar werden viele Weiterbildungsprogramme zum Erwerb digitaler Kompetenzen angeboten, doch richten sich diese hauptsächlich an Personen mit Hochschulabschluss, während die Arbeitsplätze, die tendenziell verschwinden, eher mittlere Qualifikationen erfordern. Neue Formen der Weiterbildung, die sich an der Berufserfahrung und den Bedürfnissen der Arbeiter*innen in der Produktion orientieren, sind daher erforderlich, um Menschen mit mittlerem und niedrigem Bildungsstand weiterzubilden. Dadurch soll die berufliche Mobilität gewährleistet und einen Mangel an qualifizierten Arbeitskräften verhindert werden.
Vorgehen
Das Projekt zielt darauf ab, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) für die Roboterprogrammierung zu entwickeln, die den Erwerb digitaler Fähigkeiten durch experimentelles Lernen statt symbolische Kognition fördert. Um dies zu erreichen, wird dieses Projekt folgendes untersuchen: Die Schlüsselfaktoren für erfolgreiches Lernen für Erwachsene mit nicht-akademischem Hintergrund, die Gestaltung von HMIs, die intuitiv und im Aufgabenwissen des Arbeiters verankert sind, und die Nutzung dieser HMIs für den Erwerb neuer digitaler Fähigkeiten. Langfristig soll dieses Projekt zu folgenden Aspekten beitragen: der Bereitstellung von Bildungswerkzeugen für den Erwerb digitaler Fähigkeiten auf der Grundlage von verkörperter Kognition und Arbeitserfahrung, der Überwindung der bestehenden Barrieren für die Teilnahme an der digitalen Transformation, der Förderung der Qualifizierung und der beruflichen Mobilität der Beschäftigten in den Betrieben und die Verringerung des Fachkräftemangels in der Schweizer Industrie. Für das Projekt war ein nutzerzentrierter Designansatz geplant. Aufgrund der COVID-Situation war es jedoch nicht möglich, mit den Zielnutzern zu interagieren. Die Programmierschnittstelle wurde daher auf der Grundlage der vorhandenen Literatur entwickelt.
Ergebnisse
Eine visuelle Programmiersprache für die Robotik, die auf dem von Google entwickelten bewährten Framework Blockly basiert, wurde entwickelt. Sechs verschiedene Tutorials wurden konzipiert, die grundlegende Konzepte der Programmierung wie Funktionen, Parameter oder Schleifen vorstellen. Die Schnittstelle wurde in zwei Experimenten mit jeweils 58 Teilnehmer*innen getestet. Das erste Experiment wurde mit Studierenden des Departements Wirtschaft (BFH-W) durchgeführt. Anschliessend wurde das System an die Universität Fribourg ausgeliehen und für ein zweites Experiment im Rahmen von zwei Bachelor-Arbeiten eingesetzt. Ein Konferenzartikel ist in Vorbereitung, um die Ergebnisse beider Experimente zu präsentieren. Generell wurde die Schnittstelle von den Benutzern positiv bewertet und es konnte ein signifikanter, positiver Effekt auf die Programmierangst nachgewiesen werden. Es sind jedoch weitere Tests erforderlich, um die Leistung und die Benutzerfreundlichkeit des vorgeschlagenen Systems robust bewerten zu können.
Ausblick
Im Rahmen eines Innosuisse Folgeprojekts (Agile Robotik für die High-Mix Low-Volume Produktion) wird die Schnittstelle mit den Zielanwendern getestet werden. Bei der Gestaltung der Schnittstelle für OperatorInnen und TechnikerInnen wird ein nutzerzentrierter Ansatz verfolgt, der Beobachtungen, Interviews und Workshops umfasst. Die Schnittstelle ist auch Teil der Software AutoMate, die wir für die flexible Programmierung von Robotern entwickelt haben. Dank der Unterstützung durch das First Venture Programm der Gerbert Rüf Stiftung konnte ein Spin-off gegründet werden. Es zielt darauf ab, die Automatisierung für KMU rentabel zu machen, indem es die Qualifizierung der Mitarbeiter fördert.
