Forschungsbereiche

Autonome mobile Roboter können sich frei in ihrer Umwelt bewegen, um diese zu erkunden oder zu verändern. Sie besitzen Sensoren, um z. B. Hindernisse zu erkennen und Aktoren zur Fortbewegung sowie ggf. zur Manipulation.

Am ITI werden verschiedene Arten mobiler Roboter für unterschiedliche Anwendungsgebiete teilweise in Kooperation mit externen Partnern entwickelt, in der Regel als Demonstrator aufgebaut und evaluiert. Dies umfasst u.a. Laufroboter, Unterwasserroboter und Serviceroboter. Ein wesentlicher Forschungsschwerpunkt ist dabei hohe Zuverlässigkeit und Robustheit durch Fehlertoleranz auf der Basis organischer Prinzipien, insbesondere Selbstorganisation und Emergenz.

Im Bereich medizinischer Robotik werden mobile Systeme zur Rehabilitation zu Hause erforscht, die flexibel über das Internet überwacht und gesteuert werden können.

Der Forschungsbereich "adaptive digitale Systeme" befasst sich mit der Entwicklung von Verfahren und Architekturen für (laufzeit)adaptive und zuverlässige komplexe Systeme unter den Randbedingungen der Flächen- und Energieeffizienz sowie der Wiederverwendbarkeit. Durch eine dynamische Anpassung von Schaltungsstrukturen an die aktuellen Anforderungen einer Anwendung können die Leistungsfähigkeit der Systeme erhöht und deren Energiebedarf verringert werden. Dies ermöglicht den Aufbau performanter und energieeffizienter Systeme mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten in den Bereichen mobiler, eingebetteten Systeme und des High Performance Computing.

Als Anwendungsgebiete betrachten wir im Bereich des High Performance Computing Netzwerkprozessoren, Semantic Web Datenbanken und Videoverarbeitung und im Bereich mobiler Systeme die Erkennung von Gesten zur Steuerung mobiler Roboter und die akustischen Detektion von Objekten für Unterwasserroboter. Die Systementwürfe dienen als Grundlage für die Entwicklung einer universellen Systemarchitektur, welche mit möglichst wenigen Modifikationen für ein breites Anwendungsspektrum eingesetzt werden können. 

Roboterschwärme als Baumeister nachhaltiger Pflanzenarchitektur

 

Ziel des EU-Forschungsprojekts “flora roboticaist es intelligente Pflanzen zu entwickeln. Diese Intelligenten Pflanzen sollen künftig -von Roboterschwärmen angeleitet- unsere Städte architektonisch beleben: Von der kontrolliert begrünten Wand bis hin zu ganzen Häusern aus lebender Biomasse. Um dies zu erreichen entwickelt das internationale Forscherteam sogenannte „biohybride Gesellschaften“ aus Roboterschwärmen und Pflanzen. Neuartige im Projekt entwickelte Technologien machen es erstmals möglich, dass Menschen, Pflanzen und Roboter miteinander auf hohem Niveau kommunizieren und gemeinsame Ziele erreichen können.

Ausgelaufene Projekte

Die Arbeitsgruppe Cyber-Physical Systems, geleitet durch Prof. Dr. Kay Römer, untersucht verteilte und drahtlos vernetzte eingebettete Systeme die mittels Sensoren Zustände der Umgebung erfassen und durch Aktoren beeinflussen können.

 

Durch die enge Kopplung dieser Systeme mit Prozessen der realen Welt gepaart mit Ressourcenarmut und Unzuverlässigkeit der einzelnen Komponenten ergeben sich spannende Forschungsherausforderungen. Wir beschäftigen uns mit Fragen der Selbstorganisation ("Organic Computing"), Vernetzung, Programmiermodellen und Softwareinfrastruktuen, sowie dem Fault Management.

 

In Kooperation mit der Medizin untersuchen wir unter anderem am Körper getragene Sensornetze (Body Sensor Networks) sowie Kameranetze (Smart Camera Networks) zur Verhaltensanalyse von Tieren. Weitere Anwendungsbereiche sind das Internet der Dinge, welches Alltagsgegenstände via Internet verbindet, sowie Programmierbare Materie deren Form programmgesteuert veränderbar ist.