Robotics I - Introduction to Robotics

Koordination: T. Asfour

Empfehlungen:

Zur Abrundung ist der nachfolgende Besuch der LVs „Robotik II“, „Robotik III“ und „Mechano-Informatik in der Robotik“ sinnvoll.

Die Vorlesung gibt einen grundlegenden Überblick über das Gebiet der Robotik. Dabei werden sowohl Industrieroboter in der industriellen Fertigung als auch Service-Roboter behandelt. Insbesondere werden die Modellbildung von Robotern sowie geeignete Methoden zur Robotersteuerung vorgestellt.

Es werden die einzelnen System- und Steuerungs-komponenten eines Roboters vorgestellt und, darauf aufbauend, ein Gesamtmodell eines Roboters erstellt. Das Modell beinhaltet dabei funktionale Systemaspekte, die Architektur der Steuerung sowie die Organisation des Gesamtsystems. Methoden der Kinematik, der Dynamik und der Sensorik werden ebenso diskutiert wie die Steuerung und Verfahren zur Bahnplanung und Kollisionsvermeidung. Ansätze zu intelligenten autonomen Robotersystemen und Roboterarchitekturen werden behandelt.

Fu, Gonzalez,Lee: Robotics - Control, Sensing, Vision, and Intelligence

Russel, Norvig: Artificial Intelligenz - A Modern Approach, 2nd. Ed.

Die Vorlesung gibt einen grundlegenden Überblick über das Gebiet der Robotik. Dabei werden sowohl Industrieroboter in der industriellen Fertigung als auch Service-Roboter behandelt. Insbesondere werden die Modellbildung von Robotern sowie geeignete Methoden zur Robotersteuerung vorgestellt.

Die Vorlesung geht zunächst auf die einzelnen System- und Steuerungskomponenten eines Roboters sowie ein Gesamtmodell eines Robotersystems ein. Das Modell beinhaltet dabei funktionale Systemaspekte, die Architektur der Steuerung sowie die Organisation des Gesamtsystems. Methoden der Kinematik, der Dynamik sowie der Sensorik werden ebenso diskutiert wie die Steuerung, Bahnplanungs- und Kollisionsvermeidungsverfahren. Ansätze zu intelligenten autonomen Robotersystemen werden behandelt.

180h

Studierende sind in der Lage die vorgestellten Konzepte auf einfache, realistische Roboteraufgaben anwenden können. Dies beinhaltet, dass Studierenden für eine gegebene Aufgabenstellung aus dem Bereich der Robotik passende Hardwarekomponenten auswählen können. Weiterhin beherrschen sie die mathematische Modellierung relevanter Robotermodelle und können die Modellierung herleiten. Sie beherrschen die kinematische und dynamische Modellierung der Robotersysteme, sowie die Modellierung und den Entwurf von einfachen Reglern für Positions- und Kraftgeregelte Roboteraufgaben. Die Studierenden sind in der Lage geeignete geometrische Umweltmodelle für reale Aufgaben auszuwählen, sowie Aufgaben zur Greifplanung zu modellieren. Die Studierenden kennen die algorithmischen Grundlagen der Bahn- und Bewegungsplanung und können diese Algorithmen auf Problemstellungen im Bereich der Robotik anwenden. Sie beherrschen außerdem den Entwurf einer passenden Datenverarbeitungsarchitektur und können gegebene, einfache Aufgabenstellungen als ein symbolisches Planungsproblem modellieren.

Die Erfolgskontrolle erfolgt in Form einer schriftlichen Prüfung im Umfang von i.d.R. 60 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 1 SPO.