Academic literature on the topic 'Autonomer Roboter Wissensbasiertes System'

Moderne Produktionssysteme müssen stetig steigenden Herausforderungen, zum Beispiel durch die Individualisierung von Produkten oder gestiegene Variantenvielfalt, genügen und daher hoch flexibel sein. Die klassische, verkettete Produktion stößt dabei zunehmend an ihre Grenzen. Das Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen und das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT entwickeln daher im BMBF-geförderten Forschungsprojekt „freeMoVe“ gemeinsam mit Industrieunternehmen eine neue Montageorganisationsform, die „freie Verkettung“. Der Beitrag beschreibt den Einsatz mobiler Roboter für Transport und Handling in frei verketteten Montagesystemen. Beschrieben werden die Anforderungen an mobile Roboter, die technischen und organisatorischen Herausforderungen, die Sicherheit für den Menschen beim Einsatz mobiler autonomer Roboter, die Ansteuerung der Roboter mittels eines Flottenmanagers sowie die Einbindung der Roboter in das Gesamtkonzept der frei verketteten Montage.   Customer-specific products, a wide variety of variants and high flexibility: Modern production systems have to meet constantly increasing challenges such as individualization or high variation of products and high flexibility. Classic, rigidly linked production is increasingly reaching its limits. The Fraunhofer Institute for Production Technology IPT and the Laboratory for Machine Tools and Production Engineering WZL of RWTH Aachen University are therefore working with industrial partners in the BMBF-funded research project freeMoVe to develop a new organisational form of assembly, the so-called dynamically interconnected assembly. This article therefore describes the use of mobile robots for transport and handling in dynamically interconnected assembly systems. The requirements for mobile robots, the technical and organisational challenges, the safety for humans, when using mobile autonomous robots, the control of the robots by means of a fleet manager and the integration of the robots into this overall new concept of assembly organisation are described.

Zusammenfassung. Seit der kognitiven Wende besteht eine enge Anlehnung der Psychologie an die Computertechnologie und die Künstliche-Intelligenz-Forschung. Der “computationalistische“ Ansatz geht von einer (meist sequenziell gedachten) Abfolge symbolischer Verarbeitungsschritte aus. Zwischen Wahrnehmung und Handlung werden “höhere“ Prozesse wie Kategorisierung, Gedächtnis und Planung angenommen. Solche Prozesse sind als eigenständige Module ohne direkte Schnittstelle zur Umwelt gedacht. Dieser Ansatz wird in der vorliegenden Positionsarbeit wegen seiner inhärenten fundamentalen Probleme kritisiert. Alternative Forschungsprogramme fordern eine Hinwendung zu Situiertheit und “embodiment“ von Kognition, die nicht unabhängig von Umwelt und Verhalten verstanden werden kann. Eine neue Methode dieser interaktionellen Sicht stellen autonome Agenten (Roboter) dar. Konsequenzen für die Psychologie werden herausgearbeitet, zunächst eine theoretische Konzeptualisierung autonomer Agenten basierend auf der Theorie dynamischer Systeme und Synergetik. Kognition wird als komplexes System vieler sensomotorischer Schleifen konzipiert; kohärente und adaptive Wahrnehmungs-Handlungsprozesse emergieren unter Einwirkung von Affordanzen. Anhand von Beispielen aus der angewandten Psychologie wird gezeigt, dass diese Perspektive zu neuen Forschungsfragen und Erklärungsansätzen für empirische Befunde führt.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Verbesserung von Mensch-Roboter Interaktion in Mensch-Roboter Teams für Teleoperation Szenarien, wie z.B. robotergestützte Feuerwehreinsätze. Hierbei wird ein Konzept und eine Architektur für ein System zur Unterstützung von Teleoperation von Mensch-Roboter Teams vorgestellt. Die Anforderungen an Informationsaustausch und -verarbeitung, insbesondere für die Anwendung Rettungseinsatz, werden ausgearbeitet. Weiterhin wird das Design der Benutzerschnittstellen für Mensch-Roboter Teams dargestellt und Prinzipien für Teleoperation-Systeme und Benutzerschnittstellen erarbeitet. Alle Studien und Ansätze werden in einem Prototypen-System implementiert und in verschiedenen Benutzertests abgesichert. Erweiterungsmöglichkeiten zum Einbinden von 3D Sensordaten und die Darstellung auf Stereovisualisierungssystemen werden gezeigt
This work deals with teams in teleoperation scenarios, where one human team partner (supervisor) guides and controls multiple remote entities (either robotic or human) and coordinates their tasks. Such a team needs an appropriate infrastructure for sharing information and commands. The robots need to have a level of autonomy, which matches the assigned task. The humans in the team have to be provided with autonomous support, e.g. for information integration. Design and capabilities of the human-robot interfaces will strongly influence the performance of the team as well as the subjective feeling of the human team partners. Here, it is important to elaborate the information demand as well as how information is presented. Such human-robot systems need to allow the supervisor to gain an understanding of what is going on in the remote environment (situation awareness) by providing the necessary information. This includes achieving fast assessment of the robot´s or remote human´s state. Processing, integration and organization of data as well as suitable autonomous functions support decision making and task allocation and help to decrease the workload in this multi-entity teleoperation task. Interaction between humans and robots is improved by a common world model and a responsive system and robots. The remote human profits from a simplified user interface providing exactly the information needed for the actual task at hand. The topic of this thesis is the investigation of such teleoperation interfaces in human-robot teams, especially for high-risk, time-critical, and dangerous tasks. The aim is to provide a suitable human-robot team structure as well as analyze the demands on the user interfaces. On one side, it will be looked on the theoretical background (model, interactions, and information demand). On the other side, real implementations for system, robots, and user interfaces are presented and evaluated as testbeds for the claimed requirements. Rescue operations, more precisely fire-fighting, was chosen as an exemplary application scenario for this work. The challenges in such scenarios are high (highly dynamic environments, high risk, time criticality etc.) and it can be expected that results can be transferred to other applications, which have less strict requirements. The present work contributes to the introduction of human-robot teams in task-oriented scenarios, such as working in high risk domains, e.g. fire-fighting. It covers the theoretical background of the required system, the analysis of related human factors concepts, as well as discussions on implementation. An emphasis is placed on user interfaces, their design, requirements and user testing, as well as on the used techniques (three-dimensional sensor data representation, mixed reality, and user interface design guidelines). Further, the potential integration of 3D sensor data as well as the visualization on stereo visualization systems is introduced