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Autonomie und Fernprogrammierung

Abteilungsleiter: Christoph Borst

Justin

Die Abteilung Autonomie und Fernprogrammierung beschäftigt sich mit der Planung und Ausführung  von Bewegungen auf teilweise mehrarmigen Robotern mit vielen Freiheitsgraden. Die Aufgabenstellungen gehen von der Ausführung und Überwachung einfacher Bewegungsprimitive bis zur autonomen Planung komplexer Manipulationsaufgaben mit Roboterhänden und Armen. Grundlagen zur Steuerung von Roboterbewegungen auf flexiblen, leistungsfähigen und verteilten Rechenplattformen unter harten Echtzeitbedingungen werden ebenfalls untersucht.

Die Forschungsthemen umfassen

• Weiterentwicklung von verteilten, echtzeitfähigen Rechnerplattformen
• Anwendung von komplexen Regelungsstrategien aus Rapid Prototyping Umgebungen
• Aufgabenorientierte Programmier­techniken, die Echtzeit und nicht Echtzeit Schnittstellen integrieren
• Prozesse zur Regelungs- und Steuerungsentwicklung für mechatronische Systeme (Concurrent Engineering)
• Planung von Roboterbewegungen mittels klassischen Bahnplanung unter Berücksichtigung dynamischer Randbedingungen
• Anwendung von nichtlineare Optimierungs­techniken um z.B. in jedem Zeitschritt auf Änderungen der Umgebung reagieren zu können

Im Hinblick auf die Steigerung der Autonomie werden Techniken untersucht wie logisch formulierte Aufgaben automatisch auf Ausführungspläne von Robotern, wie den Demonstrator Justin, verfeinert werden können. Dabei gilt es Klassen von elementaren Programmierbausteinen auf verschiedenen Abstraktionsniveaus zu identifizieren, die eine weitgehend auto­matisierte Parametrierung erlauben und so aus einer abstrakten Aufgaben­be­schrei­bung die konkrete Instanz eines Roboterprogramms erzeugen. Hierbei werden voll autonome funktionierende, modellbasierte Techniken als auch Techniken zur Demonstration durch den Menschen am Roboter oder in der virtuellen Realität eingesetzt