Prof. Dr.-Ing. habil. Björn Hein
- ehem. Prof. am IAR-IPR (2012-2018)
- Industrierobotik und industrienahe Servicerobotik
- Gruppe: Intelligente Industrieroboter (IIROB)
- Fax: +49 721 608-47141
- bjoern hein ∂does-not-exist.kit edu
Forschungsgebiete
- Industrie- und Servicerobotik
- Algorithmen für die schnelle Abstandsberechnung und Kollisionserkennung
- Algorithmen für die automatische Bahnplanung
- Algorithmen für die Kalibrierung von Robotern und Roboterkomponenten
- Konzepte und Methoden für die intuitive und automatische Programmierung von Robotern
- Sichere Mensch-Roboter Interaktion und Kooperation, auch z.B. bei direkter Kopplung im Bereich Exoskelette
- Komponentenorientiertes und modulares Design von Robotersteuerungen
- Multimodale und halb-automatische Teleoperation von Robotern durch immersive Mensch-Maschineschnittstellen
Forschungsprojekte
Laufende Projekte
| Sep. 2014 bis August. 2017 | Taktile Näherungssensoren (TNS), Methoden für das Explorieren, Manipulieren und die sichere Mensch-Roboter-Interaktion mit kapazitiven taktilen Näherungssensoren, DFG Inhalt: Bei der robotergestützten Manipulation ist eine kontinuierliche sensorische Erfassung der zu handhabenden Objekte von Vorteil. Auf Basis taktiler Sensoren können Objekte/Hindernisse erst erkannt werden, wenn tatsächlich eine Berührung stattgefunden hat. Aufgrund der Verdeckungsproblematik in unmittelbarer Nähe eines Objekts ist wiederum der Einsatz von kamerabasierten Systemen oftmals nur schwer möglich. Ortsauflösende Näherungssensoren können diese Perzeptionslücke schließen. Ziel des Projektes ist daher die Auslotung und Evaluierung neuer Einsatzgebiete taktiler Näherungssensoren in der Mensch-Maschine-Interaktion und im industriellen Kontext. mehr |
| Jan. 2014 bis Dez. 2015 | VariProg, Schnelle Variantenprogrammierung für die Gießereiindustrie, Baden-Württemberg Stiftung Inhalt: Die Zielsetzung des Projekts ist die drastische Reduktion der Programmieraufwände durch eine saubere Trennung von zwei Aspekten der Roboterprogrammierung: der Definition der Aufgabe und der Einhaltung von Prozessrandbedingungen. Die Definition der Bearbeitungsumfänge soll dabei durch den Menschen erfolgen während das Robotersystem automatisch für die Einhaltung der sich aus dem Prozess ergebenden Randbedingungen sorgt. Ziel ist hierbei eine 70%ige Reduktion des Zeitaufwands zur Programmierung neuer Bauteilvarianten gegenüber herkömmlicher Onlineprogrammierung. |
| Jan. 2014 bis Dez. 2016 | ReApp, Wiederverwendbare Roboterapplikationen für flexible Roboteranlagen basierend auf Industrial ROS, BMWi Inhalt: Wirtschaftlichkeit und Flexibilität von roboterbasierten Automatisierungslösungen sollen durch geeignete semantische Beschreibungsverfahren und damit einfache Konfigurierbarkeit, Programmierbarkeit signifikant erhöht werden. Insbesondere soll eine Laufzeitumgebung erarbeitet werden, die es erlaubt, in einfacher Weise Komponenten zu kombinieren, diese zu simulieren und zu validieren und auf realer Hardware zu installieren und zu betreiben. mehr |
| Okt. 2012 bis Sep. 2015 | SkillPro (Koordination), Skill-based Propagation of Plug&Produce-Devices in Reconfigurable Production Systems by AML, EU-FP7. Inhalt: Skill-basierte Konzepte zur Beschreibung von Produktionsabläufen und zur Steuerung von intelligenten Maschinen in einer Produktionsumgebung (z.B. autonomes mobiles Roboter system für Logistikaufgaben, automatisierte Ableitung von Programmen für Industrieroboter). Als Beschreibungsformat wird AutomationML eingesetzt Forschungsgegenstand: Skillbasierte Beschreibung von Aufgabenstellung, Konzept und Implementierung skill-basierter Steuerungssysteme für Maschinen (NC- und Robotersysteme), Kooperationsmechanismen von Produktionsmaschinen auf Basis von Skillbeschreibungen. mehr |
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Okt. 2012 bis Mär. 2016 |
EXO-LEGS, Exoskeleton Legs for Elderly Persons, BMBF/EU-AAL. Inhalt: Design und Implementierung eines europäischen Exoskeletts, sowie Aufstellen eines Businessplans zur Vermarktung auf dem europäischen Markt. Hierzu werden drei Exoskelette entwickelt, die sich im Funktionsumfang unterscheiden. Forschungsgegenstand: Steuerungsarchitektur für Exoskelette, dynamische Modellierung. mehr |
| Sep. 2011 bis Dez. 2015 |
MAFRO, Manipulatorgestütztes Freimessen von Oberflächen, BMBF. Inhalt: Die automatisierte, robotergestützte Dekontamination von radioaktiven Oberflächen. Das Projekt ist eine KIT-interne Kooperation zwischen dem TMB (Institut für Technologie und Management im Baubetrieb) und dem IPR. Forschungsgegenstand: 3D-Oberflächenanalyse, automatische Bahngenerierung, Kooperierende Robotersysteme, Mensch-Maschine-Schnittstelle. mehr |
Abgeschlossene Projekte
| Jan. 2014 bis Dez. 2014 |
Technische Unterstützung zur motorischen Aktivierung von Menschen mit beginnender Demenz, HEiKA. |
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| Jul. 2011 bis Jun. 2013 |
ATLAS, Angewandte Virtuelle Technologien im Produkt- und Produktionsmittellebenszyklus, Landesstiftung Baden-Württemberg. Inhalt: Kontrolle und Steuerung mobiler Roboter als Assistenzsysteme zur Wartung komplexer Anlagen durch Integration in die Prozessleitsteuerung. Durch die Anwendung interaktiver Visualisierungstechniken und Methoden der Virtuellen und Erweiterten Realität aufEbene der Prozessleitsteuerung sollen Steuerung und Darstellung von Anlage und mobilemAssistenzsystem dem Anlagenführer intuitiv zur Verfügung gestellt werden. Forschungsgegenstand: AR-gestützte teilautonome Telemanipulation mittels mobiler Serviceroboter. mehr |
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| Mär. 2008 bis Februar. 2011 |
AVILUS, Angewandte Virtuelle Technologien im Produkt- und Produktionsmittellebenszyklus, BMWi. |
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| Mär. 2007 bis Jul. 2010 | ImRoNet, Internetbasierte multimediale/multimodale Nutzerschnittstellen zur Teleoperation von Robotern, BMWi. Inhalt: Erforschung internetbasierter multimedialer/multimodaler Nutzerschnittstellen zur Teleoperation von Robotern und Konzeption und Evaluierung neuer Verfahren und Komponenten zur Gestaltung einer intuitiven Bedienung von Robotern in typischen Einsatzumgebungen. Forschungsgegenstand: Multimodale Interaktion, AR-basierte Steuerung von Robotern,Middleware-Konzepte zur Realisierung sicherer Kommunikation und QoS-Anforderungen. mehr |
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| Jan. 2006 bis Jun. 2009 |
GENESYS, Generisches Entladesystem, BMBF. |
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| Jan. 2003 bis Dez. 2005 |
IRoProg, Innovative Roboterprogrammier-Methoden, BMBF. |
Lehre
Laufende Veranstaltungen
| 2005 - heute (im WS) |
Innovative Programmiermethoden für Industrieroboter, Vertiefungsvorlesung, Fakultät für Informatik, KIT. |
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2004 - heute |
Intelligente Industrieroboter, Seminar/Praktikum, Fakultät für Informatik, KIT. Aktuelle Themenschwerpunkte im Bereich Industrie- und Servicerobotik |
| seit 2013 | Echtzeitsysteme, Vorlesung mit Übung, Fakultät für Informatik, KIT. Vorlesung geteilt mit Prof. Dr.-Ing. habil. T. Längle. |
| seit 2012 | Steuerungstechnik für Roboter, Vorlesung, Fakultät für Informatik, KIT. Vertretung von Prof. Dr.-Ing. H. Wörn bei Abwesenheit. |
Einzelveranstaltungen
| SS 2005 | DAAD-German Summer Academy 2005, Blockvorlesung, Duisburg. Veranstaltung: Guidance and Control of Autonomous Systems 9 Vorlesungseinheiten zum Thema „Advanced Man-Machine-Systems“ Lehrform: Frontalunterricht Link zum Buch |
| SS 2011 | IFR Research Lecture 2011, Blockvorlesung, Fraunhofer IPA, Stuttgart. Model-based Human-Robot-Interaction Vorlesungseinheiten zum Thema "Interaktive Bahnplanungsalgorithmen und multimodale Eingabegeräte zur Roboterprogrammierung" Lehrform: Frontalunterricht |
Aktivitäten
| 2006 - heute | Mitglied des AutomationML-Konsortiums Seit Beginn der Initiative Mitarbeit in der Arbeitsgruppe "Robotik" des Konsortiums. Arbeitsschwerpunkt: Spezifikation der Beschreibung von Robotersystemen (Kinematik,Geometrie, Dynamik, Robotersteuerung, Bewegungsbefehle, ...) mehr |
| 2009 | Vorbereitung der Vision “Autonomik in der Industrierobotik” (BMWi). Arbeitsschwerpunkt: Ausarbeitung der Vision im Bereich Simulation, Sensorik, Mensch-Maschine-Interaktion, Roboter-Roboter-Interaktion, Einsatzgebiete Produktion. |
| 2010 | Gutachter für Ausschreibung Autonomik (BMWi). |
| 2012 - heute | Stellvertretender Sprecher des Bereichs "Industrierobotik", KIT-Schwerpunkt Anthropomatik und Robotik. mehr |
| Mai 2013 |
Workshop auf der ICRA2013, Karlsruhe |
Auszeichnungen
| 2006 |
Invention and Entrepreneurship Award in Robotics and Automation of IEEE and IFR, Beijing. |
| 2010 |
Walter Reis Innovation Award for Robotics (2. Platz), München. |
| 2011 | Best paper on Future Computing 2011, "Evaluation of Seed Throwing Opti-mization Meta Heuristic in Terms of Performance and Parallelizability",The Third International Conference on Future Computational Technologies and Applications, Oliver Weede, Stefan Zimmermann, Björn Hein, Heinz Wörn, 25-30 Sep. 2011, Rome, Italy. |
| 2013 |
Finalist: JTCF Novel Technology Paper Award for Amusement Culture}{"Methods for Safe Human-Robot-Interaction Using Capacitive Tactile Proximity Sensors", IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), |
| 2014 | Beste Wahlvorlesung WS13/14, Innovative Konzepte zur Programmierung von Industrierobotern |