Entwicklung eines Human-Robot Interfaces zur Visualisierung interner Weltzustände und Steuerung potentieller Manipulationsfähigkeiten eines semiautonomen Roboters

Abstract

Alltägliche, anstrengende oder gefährliche Aufgaben können von Robotern erledigt werden, um Menschen bei der Altenpflege, atastrophenbewältigung oder bei Weltraumeinsätzen zu unterstützen. Um in diesen Bereichen einsatzfähig zu sein, müssen Roboter in der nstrukturierten, variablen und dynamischen realen Umwelt agieren. Ein hohes Maß an Autonomie sowie einfache Mensch-Roboter Interaktion sind dafür Voraussetzungen. Da diese mit dem heutigen Stand der Forschung nur schwer bereitgestellt werden können, kann stattdessen ein semiautonomer Ansatz verfolgt werden. Bei diesem werden komplexe kognitive Aufgaben durch einen Operator übernommen, während der Roboter kommandierte Manipulationsaufgaben autonom ausführt. In dieser Arbeit wird ein Framework zur modularen Implementierung von Human-Robot Interfaces für semiautonome Roboter entwickelt. Die Umsetzung erfolgt für die Nutzung auf mobilen Android-Endgeräten auf der Grundlage der Programmiersprache Java mit Hilfe der Service Platform OSGi. Basierend auf diesem Framework wird eine Anwendung zur visuellen Erfassung der Umwelt umgesetzt, durch welches ein gemeinsamer Bezugspunkt zwischen Mensch und Roboter hergestellt werden kann. Darüber hinaus werden potentielle Manipulationsfähigkeiten des Roboters durch die Anwendung bereitgestellt, um semiautonome Fähigkeiten zu kommandieren. Das System wird für den humanoiden Roboter Rollin’ Justin implementiert und durch die experimentelle Ausführung von Manipulationsaufgaben und validiert.