Autonomous and Teleoperated Robotic Systems

• Applicant: Professor Dr. Klaus Schilling
• Subject Area: Automation, Mechatronics, Control Systems, Intelligent Technical Systems, Robotics
• Term: from 2001 to 2003
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5353738

Autonome und ferngesteuerte Roboter spielen eine Schlüsselrolle bei der Erforschung des Weltraums ebenso wie in der industriellen Automatisierungstechnik. Roboter ermöglichen so über grosse Distanzen hinweg die Charakterisierung von Objekten in für Menschen schwer zugänglichen Gebieten. Dies stellt interessante Herausforderungen für die Forschung hinsichtlich · geeigneter Steuerungsstrategien, die eine menschliche Fernsteuerung (die typischerweise mit grösserer Verzögerung eintrifft) mit autonomen Reaktionen des Roboters verbindet,· Sensorsysteme, um die Arbeitsumgebung ebenso wie die Position des Roboters darin zu charakterisieren, diese Information zu interpretieren und zu komprimieren, so daß sie trotz beschränkter Übertragungskapazität unverfälscht dem entfernten Fernbediener zur Verfügung gestellt werden kann. Der Durchführung diesbezüglicher Forschungsarbeiten und der Sammlung von Material über aktuell realisierte Projekte diente das im Wintersemester 2001/2002 durchgeführte Forschungsfreisemester in USA an der Stanford University, Ohio University, Utah State University. Um die amerikanischen Kollegen mit unseren Arbeiten vertraut zu machen, wurden an diesen und an benachbarten Universitäten insgesamt 11 Seminare öffentlich angeboten. Die gemeinsamen Forschungsarbeiten betrafen die Entwicklung von Software-Architekturen für die Steuerung verteilter Systeme, Steuerungsstrategien für kooperierende Roboter und Navigationssysteme für Roboter. Insbesondere wurden hier gemeinsam konkrete Realisierungsaspekte untersucht im Bereich des Fernbetriebs sowie der Lageregelung von Nano-Satellitensystemen, mobilen Robotern in der Planetenerforschung, Unterwasserrobotern, Robotern für Monitoringzwecke und in der Tele-Ausbidung bei Experimenten mit entfernten Geräten via Internet. Über die während dieser Reise durchgeführten intensiven, gemeinsamen Forschungsarbeiten hinaus konnten nachhaltige Strukturen für eine langfristige Zusammenarbeit aufgebaut werden :· Prof. Dr. Schilling wurde zum „consulting professor“ am Department for Aeronautics and Astronautics der Stanford University ernannt· Ein gemeinsamer Forschungsförderungsantrag mit Prof. Rock (Stanford University) zum Thema „cooperation of teleoperated and autonomous multi-robot systems“ wurde beim PPP-Programm von NSF / DAAD eingereicht· Es wurde vereinbart, eine Bodenstation in Weingarten in das Netzwerk zur Steuerung in Stanford gebauter Satelliten mit einzubinden und in dem „CubeSat“-Programm (einem von Stanford initiierten, weltweiten Projekt zum Bau von Nano-satelliten durch Studenten) zusammenzuarbeiten und Studenten auszutauschen. · Die Fakultät Electrical Engineering and Computer Sciences der Ohio University ernannte Prof. Dr. Schilling zum „adjunct professor“· Im Sommersemester 2002 arbeiten nun bereits 4 Studenten der Ohio University und 2 Studenten der Utah State University in unserem Labor für Autonome Robotersysteme an Forschungsprojekten mit. · Als erste gemeinsame Publikationen wurden schon ein Zeitschriftenbeitrag (zusammen mit Prof. Irwin und T. Adami (Ohio University)) und ein Konferenzbeitrag (zusammen mit Prof. Fullmer (Utah State University)) eingereicht.· Prof. Dr. Fullmer und Prof. Dr. Irwin planen jeweils 2003 einen Teil ihres Sabbaticals zur Weiterführung dieser Forschungsarbeiten in Weingarten zu verbringen.

• DFG Programme: Research Grants