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

Jairo Inga Charaja

Forschungsgruppenleiter

Forschungsgebiet:
Identifikation für kooperative Regelungssysteme

   

Balint Varga

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Forschungsgebiet:
Kooperative Regelung mobiler Arbeitsmaschinen

Julian Schneider

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

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

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

Xin Ye

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Forschungsgebiet:
Kooperation gekoppelter Multi-Roboter-Systeme

Sean Kille

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Forschungsgebiet:
 

   

Studentische Mitarbeiter

Manuel Hess

Betreuung des Fahrsimulators

Michael Meyling

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

Aktuelle Ausschreibungen für studentische Hilfskräfte sind hier zu finden.

Abschlussarbeiter

Karl Handwerker

Bachelorarbeit

Manöverplanung für ein wandlungsfähiges Multi-Roboter-Fertigungssystem

Matthias Ammann

Masterarbeit

Entwicklung und Analyse von Verfahren zur Adaption des Automatisierungsgrades von Belief-Space Methoden

Da Huang

Masterarbeit

Identifikation kooperativer Regelungssysteme auf Basis der Theorie dynamischer Potentialspiele

Zhenghong Li

Masterarbeit

Entwurf und Implementierung eines LQ-Differentialspielreglers zur Untersuchung effizienter Kooperationsszenarien

Max Günter Grobbel

Masterarbeit

Path Integral Inverse Reinforcement Learning

Daniel Flögel

Masterarbeit

Cooperative State Estimation for Autonomous Mobile Robots

Saskia Kohn

Masterarbeit

Kooperative Koordination heterogener Roboterteams

Jan Rösler

Bachelorarbeit

Aufbau eines ROS-Frameworks mit Simulationsumgebung für haptisch gekoppelte Mensch-Roboter-Bewegungen

Pablo Ramos López

Masterarbeit

Automatisiertes Lernen von Zielpräferenzen für die Mensch-Roboter-Interaktion

Frederik Enste

Bachelorarbeit

Simulationsumgebung für die optimale Regelung von Robotersystemen

Xavier Bustamante Zurita

Bachelorarbeit

Entwicklung eines Algorithmus für die kooperative Bahnplanung zwischen Mensch und Roboter

Fan Yang

Masterarbeit

Entwicklung eines Aufgabenplaners für einen multifunktionalen Roboter

Daniela Hahn

Masterarbeit

Entwicklung von Reoptimierungs-Methoden zur kooperativen Koordination heterogener Multi-Roboter-Teams

Tian Fang

Masterarbeit

Entwicklung eines Moduls zur Erkennung von Bewegungsintentionen eines Menschen

Publikationen der Forschungsgruppe


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