Mensch-Roboter Kooperation

Systemarchitektur

Für das komplexe Robotersystem des SFB 588 soll in Zusammenarbeit mit den anderen Teilprojekten eine Systemarchitektur definiert werden, die die Systemmodule (Sensoren, Aktoren, Sensordatenverarbeitung, Bewegegungssteuerung, Umweltmodell, Systemsteuerung, Planung etc.) integriert und deren Daten- und Kontrollfluß untereinander beschreibt. Dem Teilprojekt K2 kommt bei der Konzeption und Implementierung der hierarchisch höher angesiedelten Module wie Planung, Systemsteuerung, Kognition und Ressourcenverwaltung eine zentrale Rolle zu.

Taktile Sprache

Im Rahmen dieses Arbeitsgebietes soll ein Modul entwickelt werden, das über einen taktilen Sensor eingegebene Zeichen erkennt und in symbolische Werte umsetzt. Dies erlaubt die Definition einer taktilen Sprache, die andere Mensch-Maschine-Schnittstellen wie Dialogmanager oder Gestenerkennung sinnvoll ergänzen kann. Durch die weitestgehende Verkleidung des SFB-Demonstrators mit einer künstlichen Haut ergeben sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten für eine solche taktile Sprache im Dienste einer möglichst intuitiven Roboterkommunikation und -steuerung.

Mobilität

Die bisher entwickelten Mensch-Roboter-Kooperationsmethoden basierten auf einem statischen Ein-Arm-System. Diese Kooperationsmethoden sollen nun so erweitert werden, dass sie von einem mobilen Robotersystem wie dem Demonstrator des SFB 588 ausgeführt werden können. Dazu ist die sinnvolle Aufteilung der Bewegung zwischen den Achsen (mobile Plattform, Torso, Arm, Hand) des hochredundanten Gesamtsystems zu untersuchen. Dabei sollen aufgezeichnete Daten entsprechender menschlicher Bewegungen berücksichtigt werden, um eine möglichst menschenähnliche Motorik zu erreichen.

Sicherheit

Das Robotersystem des SFB 588 soll Dienstleistungen in der Alltagsumgebung des Menschen erbringen. Daher sind konservative Sicherheitskonzepte aus der Industrierobotik (z.B. abgeschlossene Arbeitszellen) nicht anwendbar. Das Ziel dieses Forschungsgebietes ist daher, die Umwelt des Roboters in verschiedene Zonen einzuteilen, die jeweils anderen Sicherheitsstufen entsprechen. Darüber hinaus sind den Zonen zugehörige Verhaltensmsuster zu definieren sowie eine Regelbasis zu erstellen, die abhängig von Sicherheitsstufe, Sensordaten und dem Umweltmodell des Roboters die Übergänge zwischen unterschiedlichem Verhalten vorgibt.

Arm-Hand-Koordination

Zum Greifen von Objekten wird eine Koordination von Arm (7 DOF) und Hand (10 DOF) benötigt. Die Kontrolle über das Gesamtsystem wechselt dabei zweckmäßigerweise zwischen Arm und Hand je nach Greifphase. Eine Erweiterung dieser Koordination und entsprechende Sensorinformationen sollen es schließlich erlauben, bewegte Objekte oder einen Menschen zu berühren oder zu greifen.