WS2013: Aktuelle Themen der Robotik

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Arnim Hochberg
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1 WS2013: Aktuelle Themen der Robotik Katja Mombaur Alexander Schubert October 17, 2013

2 Organisatorisches Termin Blockveranstaltung 05./06. oder 12./13. oder 19./20. Dez Leistungsnachweis Teilnahme ca. 60 Minuten Vortrag inkl. Diskussion schriftliche Ausarbeitung ca. 10 Seiten (nur Informatik)

3 Themenübersicht Themen 1 Humanoide Roboter 2 Stabilität laufender Roboter 3 Industrieroboter 4 Rehabilitations- /Assistenzroboter 5 Orthesen/Exoskelette 6 Medizin- und Operationsroboter 7 Flugroboter 8 Space Robotics 9 Marine Robotics 10 Schwarmroboter 11 Schlangenroboter * Robotik und Recht

Laufbewegungen humanoider Roboter Fallbeispiele,

4 Humanoide Roboter Historische Entwicklung, Aktueller Stand der Forschung, State-of-the-art Roboter Laufbewegungen humanoider Roboter Fallbeispiele, Vergleich verschiedener Ansätze Performance metrics für Laufbewegungen

Lyapunov) Vergleich, Einsatzgebiete und Weiterentwicklung von

5 Stabilität laufender Roboter Stabilitätskonzepte Mathematischer Hintergrund verschiedener Stabilitätskonzepte (ZMP, Capture Point, Lyapunov) Vergleich, Einsatzgebiete und Weiterentwicklung von Stabilitätskonzepten Voraussetzungen BA Mathematik BA Informatik mit guten Mathematikenntnissen

Industrieroboter Allgemeine Einführung, Stand des Einsatzes von Industrieroboter Dynamische Roboterkalibrierung Methoden zur dynamischen Kalibrierung (Identifikation Trägheit,

6 Industrieroboter Allgemeine Einführung, Stand des Einsatzes von Industrieroboter Dynamische Roboterkalibrierung Methoden zur dynamischen Kalibrierung (Identifikation Trägheit, Steifheit, Reibung) Voraussetzungen BA Mathematik Optimalsteuerung von Industrierobotern zeitoptimale Pfadverfolgung zur Effizienzsteigerung BA Informatik mit guten Mathematikenntnissen

7 Reha- und Assistenzroboter Kurzübersicht über verschiedene Kategorien von Reha-Robotern sowie über Gang- und Standassistenzsysteme Sit-to-Stand-Systems Klassifizierung und Modellierung menschlicher Aufstehbewegung Methoden zur Unterstützung der Aufstehbewegung von Geriatrikern

8 Orthesen/Exoskelette Kurzübersicht über aktuelle Modelle und Einsatzgebiete von Othesen und Exoskeletten Entwicklung von Prototypen Simulation, Design, Optimierung und Konstruktion von neuen Prototypen Detailanalyse des Entwicklungsprozesses eines konkreten Prototypen

Medizin- und Operationsroboter Überblick State of the Art in der Medizintechnik OP-Unterstützung durch Präzisionsrobotik Robotersysteme für Operationen am

9 Medizin- und Operationsroboter Überblick State of the Art in der Medizintechnik OP-Unterstützung durch Präzisionsrobotik Robotersysteme für Operationen am schlagenden Herzen Konzepte für Echtzeitkorrektur von Störungen endoluminale Diagnostik Hardwareanforderungen für in-vivo Einsatz Visualisierungstechniken im Medizinbereich

10 Flugroboter Kurzübersicht: Stand der Technik, Ansätze für (teil-) autonomes Fliegen Konstruktion/Technik Vor- und Nachteile verschiedener Konstruktionstypen Konzepte für verschiedene Flugmodi Steuerung und Kontrolle Implementierung verschiedener Manöver Echtzeitkontrolle, z.b. für akrobatische Anwendungen

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11 Space Robotics Übersicht über extraterristrische Einsatzgebiete von Robotern Konstruktion/Technik Besondere Hardware-Anforderungen durch extreme Bedingungen Vergleich technischer Konzepte für Orbital Robots und Planetary Rovers Long-Term-Autonomy Ansätze zur Sicherstellung von Funktionalität auf großen Zeitskalen Konzepte für Adaptivität/Robustheit

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12 Marine Robotics U bersicht u ber Einsatzgebiete von Robotern unter Wasser Navigation Positionsbestimmung ohne externe Unterstu tzung Navigation in unbekannter Umgebung Konstruktion/Technik Besondere Hardware-Anforderungen durch extreme Bedingungen Antriebs- und Lenkungstechnologie fu r Tiefsee-Robotern

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13 Schwarmroboter Begriffsklärung (Schwarm, Schwarmverhalten, Emergenz), Übersicht über Forschungsfragen der Schwarmrobotik (Formationsbildung etc.) Navigation/Kontrolle Navigation von Quadrocopter-Schwärmen im Raum ohne externe Unterstützung Navigation von Schwärmen in unbekannter Umgebung

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14 Schlangenroboter Vorstellung der Fortbewegungsmodi echter Schlangen, U bersicht u ber aktuelle Schlangenroboter Erzeugung von Bewegungen fu r Schlangenroboter Generierung von Bewegungen fu r kinematisch hoch-redundante Plattformen Methoden zur Richtungssteuerung im Serpentinbewegungsmodus

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16 Organisatorisches Betreuung erste Vorbesprechung zeitnah (individuelle Termine) Probevortrag circa ein bis zwei Wochen vor Blocktermin Themenvergabe Kurze Mail an bis morgen (18. Oktober) 10 Uhr mit Studienstatus Themenwunsch Vorkenntnissen Terminverfügbarkeit Rückmeldung im Laufe des Freitag

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