Navigation

Robotik

Robotik

Die Robotik stellt eines der größten Anwendungsfelder von regelungstechnischen Methoden dar. Neben den klassischen Industrierobotern, wie sie aus der Automobilproduktion bekannt sind, kommen vermehrt kollaborative Roboter und auch mobile Roboter, beispielsweise als Staubsauger oder autonomes Fahrzeug, zum Einsatz. Forschungsprojekte in diesem Bereich betreffen einerseits die Regelung von Bewegungen und Kräften und andererseits die Planung von Pfaden und Trajektorien.

Ansprechpartner

Dr.-Ing. Andreas Völz
Tel.: +49 9131 85-61036
E-Mail | Homepage

 

Prof. Dr.-Ing. Knut Graichen
Tel.: +49 9131 85-27127
E-Mail | Homepage


Assistenzrobotik

Bis vor wenigen Jahren wurden Roboter in der Industrie hauptsächlich zur Automatisierung von Arbeitsabläufen eingesetzt, bei denen Geschwindigkeit und Genauigkeit im Vordergrund standen. Demgegenüber dringen sie nun auch zunehmend in Domänen vor, die bisher dem Menschen vorbehalten waren. Moderne Roboter mähen den Rasen, übernehmen Aufgaben in der Pflege von alten und kranken Menschen und assistieren Arbeitern in der Fabrikhalle ohne Trennung durch einen Schutzzaun.

Die zahlreichen Herausforderungen, die sich daraus ergeben, verlangen nach neuen Ansätzen und Methoden, die neben der eigentlichen Aufgabe stets auch die Sicherheit des Menschen im Bllick haben. In Forschungsprojekten am LRT werden unter anderem Verfahren zur kollisionsfreien Bewegungsplanung und moderne Ansätze zur Kraft- und Nachgiebigkeitsregelung entwickelt. Als Teil des Bionic Learning Network von Festo wurde ein hüpfendes Känguru (BionicKangaroo) mitentwickelt und ein kooperativer Lasttransport mit Ameisen (BionicAnts) realisiert.

Links:

  • Kollisionsfreie Bewegungsplanung für einen drehbaren Roboter mit sieben Freiheitsgraden: Video
  • Kollisionsfreie Bewegungsplanung für einen Zweiarmroboter mit zwölf Freiheitsgraden: Video
  • Bewegungsplanung für einen Zweiarmroboter mit geschlossener Kinematik: Video
  • Prädiktive Pfadfolgeregelung für die kontinuierliche Neuplanung mit Dynamic Roadmaps (IEEE RA-L 2019, DOI der Publikation: 10.1109/LRA.2019.2929990): Video

Roboterarm mit sechs Freiheitsgraden

Fahrsimulator

Ein weiteres Tätigkeitsfeld betrifft die Entwicklung von Verfahren zur echtzeitfähigen vorausschauenden Bewegungsregelung von Fahrsimulatoren. Durch die Verwendung moderner nichtlinearer modellprädiktiver Regelungsansätze (MPC) können im Gegensatz zu klassischen filterbasierten Ansätzen die Bewegungsgrenzen der Simulatoren und auch zukünftige Sollgrößen direkt berücksichtigt werden. Dies ermöglicht die dynamische Vorpositionierung des Simulators und führt zu einer besseren Ausnutzung des Simulatorpotentials.  Die Einbeziehung von Perzeptionsmodellen, um Mechanismen der menschlichen Bewegungswahrnehmung nachzubilden, stellt einen weiteren Forschungsaspekt im Zusammenhang der prädiktiven Bewegungsplanung dar.

Links:

  • Dynamische Vorpositionierung des Daimler-Fahrsimulators bei der prädiktiven Bewegungsplanung für ein Anfahrmanöver aus dem Stand: Video
  • Prädiktive Bewegungsplanung bei der Durchfahrt eines Kreisverkehrs für den Daimler-Fahrsimulator: Video

Daimler-Fahrsimulator (Quelle:Daimler AG)