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Kooperative Systeme

 Kooperative Regelungstechnik

Vision

Wie interagieren Menschen und automatisierte Systeme in Zukunft?

Wie lassen sich Synergien in der Zusammenarbeit von Menschen und Maschinen im Kontext der Industrie 4.0 nutzen?

Die Forschungsgruppe Kooperative Systeme entwickelt Konzepte zur Modellierung und Regelung der Interaktion zwischen Menschen und Maschinen. Die individuellen Stärken von Mensch und Maschine werden hierbei kombiniert, um hochperformante Systeme zu erschaffen, welche die zukünftigen Herausforderungen der Automatisierungstechnik bewältigen können. Die Anwendungsgebiete finden sich beispielsweise bei hochentwickelten Fahrerassistenzsystemen oder in der Robotik, Medizintechnik sowie Luft- und Raumfahrttechnik.

 

Kooperativer Regelkreis

Kooperativer Regelkreis

Modellierung und Identifikation

Die Modellierung kooperativer Systeme bildet die Basis des Automatisierungsentwurfs für kooperative Szenarien. In diesem Zusammenhang müssen Unsicherheiten sowohl bezüglich der Wahrnehmung als auch bei den Bewegungen und Handlungen explizit berücksichtigt werden. Des Weiteren wird durch Semantik eine strategische Beschreibung der Interaktion ermöglicht. Außerdem spielt die Identifikation menschlichen Verhaltens eine wesentliche Rolle beim Entwurf der Automation.

 

Reglerentwurf

Der Reglerentwurf in kooperativen Szenarien erfordert eine dynamische Rollenverteilung. Des Weiteren muss die Automation in der Lage sein, ein gemeinsames Ziel mit dem menschlichen Interaktionspartner zu verhandeln. Ein möglicher Ansatz, kooperative Systeme zu regeln, basiert auf der Verwendung von Spieltheorie und Modellprädiktiver Regelung (MPR). Für eine echtzeitfähige Realisierung werden zudem sogenannte Bewegungsprimitive untersucht.

Versuchsaufbauten

Mithilfe eines Motion-Tracking-Systems können menschliche Bewegungen in diversen Szenarien aufgezeichnet werden um Identifikationsmethoden zu validieren.

Das IRS verfügt über einen Fahrsimulator mit aktiven haptischen Schnittstellen. Dieser Simulator ermöglicht die Validierung kooperativer Regelungskonzepte im Kontext hochentwickelter Fahrassistenzsysteme.

Ein neu entwickeltes Ball-auf-Platte-System mit haptischen Schnittstellen ermöglicht die Anwendung kooperativer Identifikations- und Regelungsmethoden in  dynamischen Situationen.

Wissenschaftlicher Mitarbeiter


 

Jairo Inga Charaja

Forschungsgruppenleiter

Forschungsgebiet:
Identifikation für kooperative Regelungssysteme

   

Julian Ludwig

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Forschungsgebiet:
Modellierung und Optimierung von Transition, Allokation und Arbitrierung der Fahraufgabe zwischen Fahrer und Fahrerassistenzsystem

Julian Schneider

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Forschungsgebiet:
 

Florian Köpf

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Forschungsgebiet:
Entwurf von kooperativen Regelungskonzepten unter Berücksichtigung von unsicherer Information

Simon Rothfuß

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Forschungsgebiet:
Modellierung kooperativer Zielfindungsprozesse

Esther Bischoff

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Forschungsgebiet:
Aufgabenkoordination und Ablaufplanung in heterogenen Roboterteams

Christian Braun

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Forschungsgebiet:
Intentionsbasierte kooperative Regelung mit variablem Automatisierungsgrad für die Mensch-Roboter-Interaktion

Philipp Karg

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Forschungsgebiet:
Modellierung und Identifikation in kooperativen Mensch-Maschine-Szenarien

Balint Varga

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Forschungsgebiet:
 

Studentische Mitarbeiter

Omar Abdulbaki

Entwicklung eines Simulators für autonome Fahrzeuge

Michael Meyling

Entwicklung eines Human-Machine-Interfaces für Multi-Roboter-Systeme

Aktuelle Ausschreibungen für studentische Hilfskräfte sind hier zu finden.

Abschlussarbeiter

Tim Stoll

Bachelorarbeit

Aufbau einer Simulationsumgebung für Multi-Roboter-Systeme

Xin Ye

Masterarbeit

Optimale dezentrale Belief-Space-Planung für die Mensch-Maschine-Interaktion in Multi-Roboter-Szenarien

Lars Erik Fischer

Bachelorarbeit

Aufbau und Untersuchung eines haptischen Force-Feedback-Interfaces mit Exoskeletten und einem Roboterarm

Maximilian Wörner

Masterarbeit

Implementierung kooperativer Fahrerassistenz auf Basis der Spieltheorie

Simon Stoll

Masterarbeit

Modellierung menschlicher Bewegungen mittels sensormotorischer Optimalregelung

Etienne Bührle

Masterarbeit

Reinforcement Learning zur adaptiven Folgeregelung nichtlinearer Systeme

Alejandro Léon

Bachelorarbeit

Umsetzung von Algorithmen zur Kartierung und Navigation mit einer autonomen Roboterplattform

Toshiaki Sebastian Tanaka

Masterarbeit

Kooperative Methoden für das Autonome Fahren

Dominik Juric

Masterarbeit

Reinforcement-Learning-basierte Identifikation in kooperativen Systemen

Sean Kille

Masterarbeit

Anwendung Reinforcement-Learning-basierter Trajektorienfolgeregler auf ein Ball-auf-Platte-System

Jonas Teufel

Bachelorarbeit

Untersuchung bestehender Lösungsansätze zur Koordination heterogener Multi-Roboter-Teams

Elias Huber

Bachelorarbeit

Entwicklung und Umsetzung eines Anwendungsszenarios mit kooperierenden mobilen Roboterplattformen

Martin Hartmann

Bachelorarbeit

Aufbau und Analyse Virtueller Haptischer Human-Machine-Interfaces mit Exoskeletten und einem Roboterarm

Rinat Prezdnyakov

Masterarbeit

Echtzeitfähige kooperative Regelung mit Intentionserkennung für die Mensch-Roboter-Interaktion

Ömer Ekin

Masterarbeit

Identifikationsverfahren für nichtlineare, kooperative Systeme basierend auf Prinzipien des Reinforcement Learning

   

Offene Abschlussarbeiten

Offene Abschlussarbeiten Kooperative Systeme
Titel Typ Betreuer
Masterarbeit
Masterarbeit
Bachelorarbeit
Masterarbeit
Masterarbeit
Bachelorarbeit
Masterarbeit
Bachelorarbeit
Masterarbeit
Masterarbeit


Publikationen der Forschungsgruppe


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