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
