Schulungsübersicht
Einführung in Mehrrobotersysteme
- Übersicht über Architekturen zur Koordination und Steuerung von mehreren Robotern
- Anwendungsbereiche in Industrie, Forschung sowie autonomen Systemen
- Vergleich zwischen zentralisierten und dezentralen Systemen
Grundlagen der Schwarmintelligenz
- Prinzipien kollektiver Intelligenz und Selbstorganisation
- Biologische Vorbilder: Ameisen, Bienen sowie Tierherden
- Entstehende Verhaltensmuster sowie Robustheit von Schwarmsystemen
Kommunikation und Koordination
- Modelle und Protokolle für die Kommunikation zwischen Robotern
- Konsensalgorithmen sowie dezentrales Übereinkommen
- Strategien zur Aufgabenzuweisung und Ressourcenverteilung
Steuerungs- und Formationsstrategien
- Führungs-Folge-Prinzip, verhaltensbasierte Ansätze sowie Steuerung anhand virtueller Strukturen
- Algorithmen zur Schwarmbildung, Flächenabdeckung sowie Verfolgungs- und Ausweichmanövern
- Erhalt der Formation trotz störungsanfälliger Kommunikationsbedingungen
Schwarmoptimierungsalgorithmen
- Partikel-Schwarm-Optimierung (PSO) sowie Ameisenkolonien-Optimierung (ACO)
- Anwendungsmöglichkeiten bei der Pfadplanung und dynamischen Aufgabenzuweisung
- Hybride Ansätze, die Lernmechanismen mit heuristischen Methoden des Schwarms kombinieren
Simulation und Implementierung
- Erstellung von Mehrrobotersimulationen in ROS 2 und Gazebo
- Umsetzung schwarmbasierter Verhaltensweisen mithilfe von Python oder C++
- Fehlerdiagnose sowie Analyse entstehender Dynamiken
Fortgeschrittene Themen der Schwarmrobotik
- Skalierbarkeit, Fehlertoleranz sowie Kommunikationsresilienz
- Einbindung von maschinellem Lernen zur adaptiven Koordination
- Interaktion zwischen Menschen und Schwärmen sowie Überwachungssteuerung
Praktisches Projekt: Entwicklung und Simulation eines Schwarmkoordinationssystems
- Festlegung von Zielen sowie Einschränkungen für eine Mehrroboter-Mission
- Implementierung von Algorithmen zur Koordination des Schwarms
- Bewertung der Leistungsfähigkeit sowie Robustheit des Systems
Zusammenfassung und weitere Schritte
Voraussetzungen
- Fundierte Kenntnisse der Grundlagen der Robotik
- Erfahrung in der Programmierung mit Python sowie im Umgang mit ROS
- Vertrautheit mit Algorithmen zur Bewegungsplanung und -steuerung
Zielgruppe
- Forscher im Bereich Robotik, die sich mit dezentralen und kooperativen Systemen befassen
- Systemarchitekten, die großmaßstäbliche Mehragentensysteme entwerfen
- Fortgeschrittene Entwickler, die an autonomer Koordination sowie Schwarmalgorithmen arbeiten
Erfahrungsberichte (2)
Bereitstellung der Materialien (virtuelle Maschine), um direkt mit den Übungen zu beginnen, sowie Erläuterung der ROS2-Kernkonzepte. Warum bestimmte Dinge auf eine bestimmte Weise funktionieren.
Arjan Bakema
Kurs - Autonomous Navigation & SLAM with ROS 2
Maschinelle Übersetzung
sein Wissen und die Nutzung von KI für Robotik in der Zukunft.
Ryle - PHILIPPINE MILITARY ACADEMY
Kurs - Artificial Intelligence (AI) for Robotics
Maschinelle Übersetzung