WS2013: Aktuelle Themen der Robotik Katja Mombaur Alexander Schubert

October 17, 2013

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)

Themen¨ubersicht

Themen 1 2 3 4

5 6

Humanoide Roboter Stabilit¨at laufender Roboter Industrieroboter Rehabilitations/Assistenzroboter Orthesen/Exoskelette Medizin- und Operationsroboter

7

Flugroboter

8

Space Robotics

9

Marine Robotics

10

Schwarmroboter

11

Schlangenroboter

* Robotik und Recht

Humanoide Roboter

Historische Entwicklung, Aktueller Stand der Forschung, State-of-the-art Roboter

Laufbewegungen humanoider Roboter Fallbeispiele, Vergleich verschiedener Ans¨atze Performance metrics f¨ ur Laufbewegungen

Stabilit¨at laufender Roboter

Stabilit¨atskonzepte Mathematischer Hintergrund verschiedener Stabilit¨atskonzepte (ZMP, Capture Point, Lyapunov) Vergleich, Einsatzgebiete und Weiterentwicklung von Stabilit¨atskonzepten

Voraussetzungen BA Mathematik BA Informatik mit guten Mathematikenntnissen

Industrieroboter Allgemeine Einf¨ uhrung, Stand des Einsatzes von Industrieroboter

Dynamische Roboterkalibrierung Methoden zur dynamischen Kalibrierung (Identifikation Tr¨agheit, Steifheit, Reibung)

Optimalsteuerung von Industrierobotern zeitoptimale Pfadverfolgung zur Effizienzsteigerung

Voraussetzungen BA Mathematik BA Informatik mit guten Mathematikenntnissen

Reha- und Assistenzroboter

Kurz¨ ubersicht u ¨ber verschiedene Kategorien von Reha-Robotern sowie u ¨ber Gang- und Standassistenzsysteme

Sit-to-Stand-Systems Klassifizierung und Modellierung menschlicher Aufstehbewegung Methoden zur Unterst¨ utzung der Aufstehbewegung von Geriatrikern

Orthesen/Exoskelette

Kurz¨ ubersicht u ¨ber 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 ¨ Uberblick State of the Art in der Medizintechnik

OP-Unterst¨utzung durch Pr¨azisionsrobotik Robotersysteme f¨ ur Operationen am schlagenden Herzen Konzepte f¨ ur Echtzeitkorrektur von St¨ orungen

endoluminale Diagnostik Hardwareanforderungen f¨ ur in-vivo Einsatz Visualisierungstechniken im Medizinbereich

Flugroboter Kurz¨ ubersicht: Stand der Technik, Ans¨atze f¨ ur (teil-) autonomes Fliegen

Konstruktion/Technik Vor- und Nachteile verschiedener Konstruktionstypen Konzepte f¨ ur verschiedene Flugmodi

Steuerung und Kontrolle Implementierung verschiedener Man¨over Echtzeitkontrolle, z.B. f¨ ur akrobatische Anwendungen

Space Robotics ¨ Ubersicht u ¨ber extraterristrische Einsatzgebiete von Robotern

Konstruktion/Technik Besondere Hardware-Anforderungen durch extreme Bedingungen Vergleich technischer Konzepte f¨ ur Orbital Robots und Planetary Rovers

Long-Term-Autonomy Ans¨atze zur Sicherstellung von Funktionalit¨at auf großen Zeitskalen Konzepte f¨ ur Adaptivit¨at/Robustheit

Marine Robotics ¨ Ubersicht u ¨ber Einsatzgebiete von Robotern unter Wasser

Navigation Positionsbestimmung ohne externe Unterst¨ utzung Navigation in unbekannter Umgebung

Konstruktion/Technik Besondere Hardware-Anforderungen durch extreme Bedingungen Antriebs- und Lenkungstechnologie f¨ ur Tiefsee-Robotern

Schwarmroboter

Begriffskl¨arung (Schwarm, Schwarmverhalten, ¨ Emergenz), Ubersicht u ¨ber Forschungsfragen der Schwarmrobotik (Formationsbildung etc.)

Navigation/Kontrolle Navigation von Quadrocopter-Schw¨armen im Raum ohne externe Unterst¨ utzung Navigation von Schw¨armen in unbekannter Umgebung

Schlangenroboter

Vorstellung der Fortbewegungsmodi echter ¨ Schlangen, Ubersicht u ¨ber aktuelle Schlangenroboter

Erzeugung von Bewegungen f¨ur Schlangenroboter Generierung von Bewegungen f¨ ur kinematisch hoch-redundante Plattformen Methoden zur Richtungssteuerung im Serpentinbewegungsmodus

Robotik und Recht Nur Verf¨ ugbar zum Erwerb des Leistungsnachweises ”Informatik und Gesellschaft” im Rahmen des Lehramtsstudiums

Rechtlicher Status von Robotern Verantworungskonzepte im Umfeld der Robotik Vergleich verschiedener Status in der heutigen Rechtsprechung

Rechte f¨ur Roboter? Einf¨ uhrung Personenbegriff, ¨ Ubertragbarkeit auf k¨ unstliche Systeme Debattenvergleich Tierrechte/Roboterrechte

Organisatorisches Betreuung erste Vorbesprechung zeitnah (individuelle Termine) Probevortrag circa ein bis zwei Wochen vor Blocktermin

Themenvergabe Kurze Mail an [email protected] bis morgen (18. Oktober) 10 Uhr mit Studienstatus Themenwunsch Vorkenntnissen Terminverf¨ ugbarkeit → R¨ uckmeldung im Laufe des Freitag