Softwareprojekt Teamrobotik

Praxisnahes Softwareprojekt für den Bereich Schlüssel- und Methodenkompetenzen im Bachelor.

Das Szenario dieses Softwareprojektes orientiert sich daran, den Einsatz von Gestensteuerung, Pfadplanung und Kinematik an einem praxisnahen Beispiel zu evaluieren. Die Anwendung in diesem Semester kommt aus dem Bereich der Service-Robotik. Roboter des Typs KuKa Youbot (R) sollen von einer Person durch Gesten so angeleitet werden können, dass sie einfache Transportaufgaben durchführen können. Als Erweiterung zum Softwareprojekt aus dem vergangenen Semester sollen dabei verbesserte Steuerungs- und Userfeedback-Methoden entwickelt werden.

Für die Roboter ist bereits eine Gestensteuerung vorhanden. Dieses arbeitet gegenwärtig ohne Userfeedback, d.h. der steuernde Benutzer bekommt wenig Rückmeldung darüber, welche Kommandos die Roboter im Moment ausführen, oder ob sie diese korrekt ausführen. Was zur Steuerung eines einzelnen Roboters noch ausreichte, wird bei der Arbeit mit mehreren Robotern zum Problem: Verliert der Benutzer einen der Roboter aus dem Auge, ist es nach einiger nur sehr schwer nachzuvollziehen, welche Aufgabe er erfüllt.

Mittels eines Systems aus Projektoren soll in diesem Semester ein optisches Feedback möglich sein. Die gegenwärtigen Tätigkeiten der Roboter (fahre zu Punkt X, Greife Gegenstand Y), aber auch die Eingaben des Benutzers (es wurde die Geste xy erkannt) sollen so anschaulich dargestellt werden. Dies geschieht durch Projektion dieser Daten auf den Fußboden des Arbeitsbereiches.

Folgendes Bild illustriert das angestrebte Szenario: Eine Person kann mittels Gestensteuerung alle Roboter ansteuern und Aufgaben zuweisen. Das Projektorsystem visualisiert Informationen, die die Person hierfür benötigt, auf den Boden der Arbeitsfläche. Als Beispiel sind hier der derzeit aktive Roboter und sein geplanter Pfad dargestellt.

Themen und Gruppenaufteilung

Das oben geschilderte Problem wird von den Studierenden in Gruppen bearbeitet. Jede der Gruppen beschäftigt sich mit einem in sich abgeschlossenen Teilaspekt des Szenarios. Die Bewertung der Gruppenleistung erfolgt anhand der jeweiligen Aufgabenstellung der Gruppe. Ein eindrucksvolles Gesamtszenario mit den Robotern vorführen zu können, ist die Kür dieses Projektes - die nur bei entsprechendem Erfolg jeder einzelnen Gruppe erfüllt werden kann.

Ziel soll es sein, einer beliebigen am Projekt unbeteiligten Person das Erlernen der entwickelten Steuerung zu ermöglichen. Einerseits ist dazu von den Studierenden selbst ein Konzept für Userfeedback und zur Steuerung der Roboter zu erstellen und auch umzusetzen. Andererseits ist auch die bisher bestehende Intelligenz der Roboter zu erweitern, sodass sie das insgesamt anspruchsvoller gewordene Szenario bewältigen können. Im einzelnen sind folgende Teilaufgaben zu bearbeiten: 

 Erstellen und Umsetzen des Steuerungs- und Userfeedback-Konzeptes

Kalibrieren und Ansteuern des Projektorsystems, sodass ein beliebiges Bild auf dem Boden projeziert werden kann

Erweiterung der Roboterintelligenz um komplexe Pfadplanung und Kollisionsvermeidung zwischen Robotern 

Die Themenzuweisung und Gruppenbildung erfolgt in einer Einführungsveranstaltung zum Semesterbeginn. Der Termin für die Einführungsveranstaltung wird vorher mit allen Teilnehmern abgestimmt.

Anmeldung

Anmeldungen können ab sofort per Mail an Frank Engelhardt erfolgen.