Robotik in Forschung & Lehre

Simulierte und reale Robotersysteme

Mobile Robotersysteme (im Gegensatz zu Industrierobotern) können sich in ihrer Umgebung mit Hilfe von Rädern oder Beinen fortbewegen. Am Fachgebiet SIM existiert der radgetriebene Roboter Pioneer 2DX sowie die vierbeinigen Roboter AIBO. Ausserdem wird auch an mehreren Humanoid-Robotern geforscht. [ Mehr ... ]

Kinematik & Dynamik

Kinematik bezeichnet die Lehre von Bewegungen in Systemen ohne Berücksichtigung der verursachenden Kräfte. Dynamik (Kinetik) ist die Erweiterung der Kinematik durch Untersuchung der Kräfte, die für eine Bewegung benötigt werden.
Berechnungen zur Kinematik und Dynamik werden dann durchgeführt, wenn sich Robotersysteme bewegen, also z. B. laufen oder fahren. [ Mehr ... ]

Optimierung

Allgemein werden in der Optimierung physikalisch-technische Systeme, die mit einem mathematischen Modell beschrieben werden, hinsichlich verschiedener Kriterien wie Energie mit Hilfe von mathematischen Verfahren optimiert. [ Mehr ... ]

Regelung

Bei der Regelung werden Werte in Systemen so beeinflußt, dass sie gewünschte Eigenschaften erreichen. Eine Regelgröße, z. B. die aktuellen Gelenkwinkel in einem Robotersystem, werden ständig mit einer Führungsgröße, z. B. den vorgegebenen Gelenkwinkeln, verglichen und so verändert, dass die Abweichung zwischen ihnen möglichst klein wird. [ Mehr ... ]

Bahnplanung & Navigation

In der Bahnplanung werden die Werte für eine Trajektorie erzeugt, also beispielsweise die Gelenkwinkel für bestimmte Zeitpunkte.
Die Navigation beschäftigt sich mit der Kartenerstellung ("Wie sieht die Umgebung aus?"), der Selbstlokalisierung ("Wo befinde ich mich darin?") und der Wegeplanung ("Wie komme ich zu einem bestimmten Platz?"). [ Mehr ... ]

Sensorik

Ein Robotersystem benötigt für seine Aktionen Kenntnisse über den eigenen Zustand und den der Umwelt. Diese Werte können über interne (Gelenkwinkelencoder, Gyroskop, Beschleunigungssensoren, ...) und externe (Kamera, Abstandssensoren) Sensoren erhalten ermittelt werden. Um aus den Rohdaten der Sensoren sinnvolle Entscheidungen treffen zu können, muss eine Sensordatenverarbeitung stattfinden. [ Mehr ... ]

Architektur

Eine Architektur für Roboter ist das Gerüst zwischen Sensorwerten ("Sense"), Verarbeitung der Sensorwerte und Entscheidung für eine Bewegung ("Plan") und dem Ausführen der Bewegung ("Act").
Für fahrende oder laufende sowie für einzelne oder in Gruppen agierende Robotersysteme gibt es verschiedene Architekturkonzepte. [ Mehr ... ]

Bionik

Die Bionik hat den Ansatz, Prinzipien und Prozesse der Natur für die Technik nutzbar zu machen. Die Natur soll dabei nicht kopiert werden, sondern die Methoden von der Idee her in der Technik umgesetzt werden. Arbeiten existieren dazu unter anderem beim Laufen und der Sensorik. [ Mehr ... ]