1. Modulverzeichnis (MTS)
  2. Module
  3. Modulbeschreibung anzeigen

Multi-Robotersysteme

Zur Modulseite PDF generieren

#41158 / #2

SoSe 2024 - WiSe 2024/25

Deutsch, Englisch

Multi-Robot Systems
Multi-Robotersysteme

3

Hönig, Wolfgang

Benotet

Portfolioprüfung

Englisch

Zugehörigkeit


Fakultät IV

Institut für Technische Informatik und Mikroelektronik

34342300 FG Multi-Roboter-Systeme

Keine Angabe

Kontakt


MAR 4-4

Hönig, Wolfgang

hoenig@tu-berlin.de

https://imrclab.github.io/teaching.html

Lernergebnisse

Nach dem Kursabschluss haben Studierende detailliertes Verständnis über wichtige Schwierigkeiten und deren algorithmische Lösung für die Koordinierung von mehreren Robotern: • Kollisionsvermeidung, verteilte Regelung, relative Zustandsschätzung und Multi-Roboterbewegungsplanung; • Aufgabenzuordnung; • Kommunikationseinschränkungen. Studierende werden imstande sein: • Entscheidungen zu treffen welche Algorithmen für spezifische Multi-Roboteranwendungsfälle nutzbar sind; • Effektiv Buchkapitel und klassische einflussreiche Publikationen zu lesen und zu diskutieren.

Lehrinhalte

Der Kurs fokussiert sich auf die Nutzung von mehreren Robotern oder Roboterschwärmen, z.B. für Inspektionen, Erkundungen, Fertigung oder Überwachung. Im Vergleich zu einzelnen Robotern ergeben sich Schwierigkeiten in allen Robotikmodulen: Wahrnehmung und Zustandsschätzung (von anderen Robotern), Entscheidungsfindung (Kollisionsvermeidung und gemeinsame Ziele erreichen) und Regelungstechnik (Sicherheit und andere Garantien). Wir betrachten klassische einflussreiche sowie aktuelle Buchkapitel und wissenschaftliche Publikationen, welche diese Schwierigkeiten theoretisch und/oder praktisch lösen. Konkrete Algorithmen/Themen können folgendes einschließen: Anwendungen: • Beobachtung/Umwelt: Überwachung, Agrarrobotik, Feuerwehrroboter • Bau: Fertigungsplanung • Erkundung und Kartierung (z.B. DARPA Challenges) Entscheidungsfindung: • Hungarian Method und andere Aufgabenzuordnungsalgorithmen • Pfad- und Bewegungsplanung (CBS, M*) • Verteilte Optimierung (ADMM) • Dec-POMDPs • Verteilte Systeme: Lamport Clock, PAXOS, verteilte Hashtabellen Regelungstechnik: • Kollisionsvermeidung (Buffered Voronoi Cells, Control Barrier Functions) • Rigidity und Formation Control Wahrnehmung/Zustandsschätzung: • Relative Haltungsschätzung • Multi-Robot SLAM • Verteilte Kalman Filter

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Multi-Robot SystemsSEMSoSede2
ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Multi-Robot Systems (SEM):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
90.0h(~3 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 90.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 3 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Studierende lesen jede Woche 1-2 Buchkapitel oder wissenschaftliche Publikationen als Hausaufgabe und reichen ein Formular mit einer Zusammenfassung sowie Diskussionsthemen (im Stil eines peer reviews) ein. Während des wöchentlichen Seminars wird die Publikation kurz präsentiert (max. 10min, entweder vom Unterrichtendem oder von einem/einer vorher festgelegten Studenten/Studentin). Danach folgt eine wissenschaftliche Diskussion mit dem Fokus auf den eingereichten Diskussionsthemen. Eine finale Hausaufgabe ist eine schriftliche Literaturrecherche über die behandelten Themen (oder einen Teil davon), im Stil des Hintergrundteils einer Masterarbeit. Insgesamt ist dies ein Seminar mit dem Ziel mehr über ein Thema zu lernen über das noch kein Lehrbuch existiert. Daher verstehen Studierende nicht nur Mehrrobotersysteme besser, sondern lernen auch wissenschaftliche Publikationen in diesem Bereich kritisch zu lesen, zu diskutieren und zusammenzufassen.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

• Grundlagen einzelner Roboter (z.B. ein bestandener Robotikkurs) • Fähigkeit und Motivation durch Lesung von Buchkapiteln und Publikationen zu lernen

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache(n)

Englisch

Prüfungselemente

NamePunkteKategorieDauer/Umfang
Präsentation20mündlichje 10 min (1-2 mal)
Diskussion30flexibelFormular (ca. 5 kurze Fragen), Mitarbeit im Seminar (jede Woche)
Report/Literaturrecherche50schriftlich5 Seiten

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 1: Fak IV (1)«

Gesamtpunktzahl1.01.31.72.02.32.73.03.33.74.0
100.0pt86.0pt82.0pt78.0pt74.0pt70.0pt66.0pt62.0pt58.0pt54.0pt50.0pt

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 15.

Anmeldeformalitäten

Aktuelle Informationen sind in dem dazugehörigen ISIS Kurs.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Springer handbook of robotics, 2016, ISBN 978-3-319-32550-7
Assignment Problems, 2009, 978-0-89871-775-4

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Dieses Modul findet in keinem Studiengang Verwendung.

Sonstiges

Geeignet für Master- und Promotionsstudenten in Studienrichtungen welche autonome Systeme betrachten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Informatik, Elektrotechnik, Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik.