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.

Wissenschaftliche Mitarbeiter

Balint Varga

Forschungsgruppenleiter

Forschungsgebiet:
Kooperative Regelung mobiler Arbeitsmaschinen

   

Christian Braun

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

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

Julian Schneider

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Forschungsgebiet:
Multi-Ebenenverknüpfung für den durchgängigen Entwurf kooperativer Mensch-Maschine-Systeme

Philipp Karg

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

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

Sean Kille

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Forschungsgebiet:
 

Esther Bischoff

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Forschungsgebiet:
Aufgabenkoordination und Ablaufplanung in heterogenen Roboterteams

Bárbara Galindo Blanco

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Forschungsgebiet:
 

Studentische Mitarbeiter

Hongdong Zhao

Softwareentwicklung und Experimentalumsetzung im Bereich  Multi-Roboter-Fertigungssystem

   

Aktuelle Ausschreibungen für studentische Hilfskräfte sind hier zu finden.

Abschlussarbeiter

Jens Kienle

Masterarbeit

Entwicklung und Implementierung einer kooperativen Trajektorienplanung zwischen einem Menschen und einem Roboter

Paul Leibold

Masterarbeit

Entwicklung einer optimalen Impedanzregelung für die Mensch-Maschine-Interaktion

Bogdan Havjar

Masterarbeit

Auflösen von Pattsituationen in gemischten Verkehrsszenarien mit Hilfe von spieltheoretischen Regelungskonzepten

Leon Sobeloff

Bachelorarbeit

Entwurf und Durchführung einer Studie zu menschenzentrierten Regelungskonzepten

Lucas Günther

Masterarbeit

Inverse Stochastic Optimal Control based on Inverse Reinforcement Learning

Simon Meyer

Masterarbeit

Entwicklung und Implementierung einer kollaborativen Trajektorienplanung zwischen Mensch und Roboter

Luca Brenzinger

Bachelorarbeit

Aufbau eines medizintechnischen Laborversuchs zur Begleitung von Patienten mit einem bewegten Roboterarm

Niels Tiberius Straky

Masterarbeit

Implementierung und Test einer kollaborativen Trajektorienplanung zwischen Mensch und Roboter

Sebastian Fritz

Bachelorarbeit

Entwurf und Implementierung einer kollaborativen Mensch-Roboter-Interaktionsumgebung 

Michael Poncelet

Bachelorarbeit

Implementierung von Positionsbeschränkungen für ein Augenoperation-System mit kooperativer Regelung

Ventsislav Dokusanski

Bachelorarbeit

Trajektorien des menschlichen Aufstehens für die Entwicklung eines kooperativen Assistenzsystems

Yang Shen

Masterarbeit

Entwicklung und Implementierung einer kollaborativen Aufstehunterstützung

Viktor Ivanov

Bachelorarbeit

Entwurf und Implementierung eines Shared Control Konzepts für einen intelligenten Rollstuhl

   

Publikationen der Forschungsgruppe


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