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Vorlesung SS 2005
"Wissensbasierte Robotik"

Allgemeines

Veranstaltung Nr.:  6.724
Umfang: 4 SWS Vorlesung + 2 SWS Übung
Dozent: Prof.Dr. Joachim Hertzberg
Übungsleiter: Dipl.-Inform. Kai Lingemann, Dipl.-Inform. Andreas Nüchter
Termin:  Mo 16:15-17:45, 31/449a
Do 10:15-11:45, 31/E05
Beginn: Montag, 4.4.2005
Übungen:  Kai Lingemann: s. Ankündigung
Andreas Nüchter: s. Ankündigung
Beginn: s. Ankündigung
Leistungsnachweis:  Klausur am Semesterende
ECTS-Punkte:  insgesamt 9 für Vorlesung plus Übungen
Voraussetzungen:  Informatik A. Grundkenntnisse in Mathematik (Lin. Algebra, Analysis, Trigonometrische Funktionen, Wahrscheinlichkeitstheorie). Grundkenntnisse in KI sind hoch erwüscht, können bei Fehlen aber nebenher erworben werden.

Vorlesung

Autonome mobile Roboter (AMR) haben in der Forschung derzeit hohe Aufmerksamkeit. Zahlreiche Anwendungen bis hin zu Produkten sind absehbar oder existieren bereits, die auf der Verwendung von kompletten AMRn oder von Techniken beruhen, die im Zusammenhang mit ihrem Bau entwickelt wurden. Entscheidende Anstöße zum Thema sind in vieler Hinsicht aus der Forschung zur Künstlichen Intelligenz (KI) gekommen, denn die Steuerung eines AMR stellt eine Fülle anspruchsvoller KI-Forschungsprobleme in konzentrierter Form. Gleichzeitig ist Arbeit mit AMRn nur sinnvoll, wenn sie die Roboter in ihrer Gesamtheit umfasst, also unter Einschluss ihrer Mechatronik und Sensorik, Regelung, Systemprogrammierung und "hohen," KI-orientierten Algorithmen – Roboter gibt es nur am Stück.

Die Vorlesung führt in das Thema Autonome Mobile Roboter ein. Das geschieht aus der Perspektive der Informatik und KI, also mit einem Schwerpunkt auf Algorithmen zur wissensbasierten Steuerung solcher Roboter. Die anderen Ebenen der Robotik können und sollen jedoch nicht völlig wegfallen. Bezüglich der Kinematik und Mechanik von Robotern werden wir uns dabei auf das beschränken, was wesentlich ist für die KURT-Roboter, die wir in der Arbeitsgruppe Wissensbasierte Systeme betreiben, also für differenziell getriebene Radfahrzeuge.

Die Vorlesung behandelt im Einzelnen die folgenden Themen: Kinematik radgetriebener Roboter, Sensoren für AMR, Lokalisierung und Navigation, Aufbau von Umgebungskarten, Umgebungsdateninterpretation, plan-orientierte Robotersteuerung, hybride Roboterkontrollarchitekturen.

Skript

Statt eines Skripts gibt es die Vorlesungsfolien in PDF. Während des Semesters werden sie dem Fortschritt der Vorlesung entsprechend zur Verfügung gestellt. Für Studierende aus Osnabrück sind sie über die Site der Vorlesung in Stud.IP zugänglich.

Übungen

Die Übungen zur Vorlesung sind nicht obligatorisch; es wird aber sehr stark empfohlen, an ihnen teilzunehmen oder mindestens die Übungsblätter zu bearbeiten, wenn man die Semesterabschlussklausur bestehen möchte!

Die Übungen bestehen aus einer Mischung aus theoretischen Aufgaben zum Üben von Konzepten, Rechnungen und Algorithmen und aus einzelnen Programmieraufgaben an Hand von Simulationen oder realen Sensordatensätzen. Die Übungsblätter werden während des Semesters dem Fortschritt der Vorlesung entsprechend zur Verfügung gestellt. Für Studierende aus Osnabrück sind sie über die Site der Vorlesung in Stud.IP zugänglich.

Literatur

Es gibt kein einzelnes Lehrbuch, das den Vorlesungsstoff allein komplett abdeckt. Die folgenden Bücher oder Buchkapitel behandeln größere Teile der Vorlesung bzw. geben einen Überblick.

Als vorlesungsnahe Lektüre für den Nachttisch ist ein Buch empfehlenswert, das eine Mischung aus Robotik-Popkultur und bemerkenswertem Wissenschaftsjournalismus darstellt, allerdings nicht mehr ganz taufrisch ist: G. v.Randow: Roboter – unsere nächsten Verwandten. Rowohlt, 1997 (gebunden) bzw 1998 (Taschenbuch). Achtung: Das ist kein Lehrbuch!

WWW-Ressourcen

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