Fachbereich 6 Mathematik/Informatik

Institut für Informatik


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Systemdesign-Praktikum - Basissoftware für pneumatische Laufroboter
Dozent:Prof. Dr.-Ing. Werner Brockmann, Jens Hülsmann, M. Sc.
Veranstaltungstyp:Praktikum (Offizielle Lehrveranstaltungen)
Beschreibung:Die AG Technische Informatik plant eine neue Reihe von mobilen Robotern aufzubauen, die pneumatisch angetrieben sind. Im Fokus stehen dabei moderne Hardware für Eingebettete Systeme (auf ARM-Prozessorbasis mit Linux-Derivat), eingebettete Softwaresysteme für harte Echtzeitverarbeitung (im Millisekunden-Bereich), industrielle Antriebstechnik und Maschinelles Lernen (unter harten Echtzeit- und Sicherheitsbedingungen) sowie Software-Architekturen, die den sicheren Betrieb und das Software-Design unterstützen. Also all das, was moderne mechatronische Systeme in der Praxis auszeichnet.

Pneumatik als Aktuatorik hat den Charme der immanenten Elastizität. Aus Sicht der Laufroboter hat das den Vorteil des Absorbierens von Stößen und der automatischen Anpassung an kleinere Bodenunebenheiten. Aus Kontrollsicht entstehen dadurch aber eine ganze Reihe spannender Fragen, die generell für den industriellen Einsatz relevant sind und forschungsmäßig untersucht werden sollen. Mittelfristig soll daher eine Familie von Laufrobotern als Demonstratoren für innovative Kontrollalgorithmen für industrielle Antriebstechnik dienen und als robuste Arbeitsplattform für Forschungsarbeiten zum Maschinellen Lernen und Trust Management sowie für Fragen moderner eingebetteter Systeme aufgebaut werden. Dabei werden lernfähige Kontrollalgorithmen weiterentwickelt, wie sie z.B. bei
http://www.inf.uos.de/techinf/project_others.html#SEED
zum Einsatz kommen.

Im Rahmen dieses Systemdesignpraktikums werden neben einem einfachen Testbein namens TOM („Test Of Motion“ – als Teststand für die Sensorik und gezielte Aktoransteuerung) ein oder sogar zwei Robotersysteme angegangen, wie der dreibeinige Hüpfroboter HUGO („Hüpfendes Und Galoppierendes Objekt“ – Testsystem für die Koordinierung paralleler Achsen) und der vierbeinige Laufroboter FRED („Flexibly Running Experimental Device“ – ein Schreit- und Laufroboter mit zunächst zwei Freiheitsgraden pro Bein, der auch dynamische Bewegungsphasen hat, in denen also kein Bein auf der Erde ist). Sie sind Nachfolger von Laufroboter FRED II
http://www.inf.uos.de/techinf/demo_finished.html#fred
und Laufroboter Flat Freddy
http://www.inf.uos.de/techinf/demo_finished.html#freddy .

Im Praktikum geht es darum, zunächst eine geeignete Software-Infrastruktur für den Betrieb und das Handling der Roboter hochzuziehen und erste Steuerungen für die Ansteuerung einer einzelnen Achse so wie für die Fortbewegung des Roboters zu implementieren. Daraus resultieren Arbeitspakete wie Sensorsignalerfassung und –aufbereitung, Hardware-Abstraktionsschicht, Anbindung des eingebetteten Controllers an ein Software-Framework auf einem externen PC, GUI mit Visualisierung des Systemzustands und der Verhaltenssteuerung sowie Eingaben für die Bewegungsvorgabe von außen und natürlich Achscontroller und Verhaltenssteuerung mit Schrittmustergenerator. Was konkret gemacht werden kann, wird bei den ersten Projektmeetings im laufenden Semester festgelegt und hängt von der Anzahl der Teilnehmer und ihren Vorkenntnissen ab.
Im Laufe des Sommersemesters finden daher zwei bis drei vorbereitende Konzeptmeetings statt, bei denen die Arbeiten vorgeplant werden. Die eigentliche Umsetzung geschieht in einem dreiwöchigen Block im August. Die konkreten Termine werden bei dem verbindlichen Kickoff-Meeting am 3. Juni (12.00 Uhr, Raum 69/E18) geklärt.

Dieses Systemdesignpraktikum ist also eine der seltenen Gelegenheiten, beim Aufbau und der Inbetriebnahme von mobilen Robotern gestalterisch mitzuwirken und natürlich dabei Erfahrungen im Umgang mit mechatronischen Systemen sowie in Projekt- und Teamarbeit zu sammeln.

Achtung: Die Teilnehmerzahl ist auf 10 begrenzt.
Ort:69/E18: Dienstag. 01.07. 12:00 - 14:00, 32/409: Dienstag. 08.07. 12:00 - 14:00
Semester:SS 2014
Zeiten:Termine am Dienstag. 01.07., Dienstag. 08.07. 12:00 - 14:00, Ort: 69/E18, 32/409
Erster Termin:Di , 01.07.2014 12:00 - 14:00, Ort: 69/E18
Veranstaltungsnummer:6.658
ECTS-Kreditpunkte:6,00
Hinweise zur VeranstaltungBlockpraktikum von 3 Wochen nach der Vorlesungszeit