Die Ergebnisse des D-Rock-Projektes werden auf dem Roboter Mantis anhand eines Szenarios aus der Darpa Robotic Challenge evaluiert.
Ob in der Produktionshalle, im Operationssaal oder in der Tiefsee – Roboter werden heute in vielen Bereichen eingesetzt. Immer anspruchsvollere Aufgaben erfordern dabei immer komplexere Systeme. Im Projekt D-Rock entwickelt das Robotics Innovation Center des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) einen Software-Framework, das durch Modellierung und Modularisierung den Aufbau und den Betrieb leistungsstarker und zuverlässiger Robotersysteme ermöglicht.
Die Herausforderung für die Robotik besteht heute darin, Systeme zu entwickeln, die in der Lage sind, komplexe Aufgaben zu meistern – und das möglichst effizient und kostengünstig. Die Wissenschaftler des Robotics Innovation Center setzen deshalb bei der Softwareentwicklung auf die Modularisierung und damit auf die effiziente Wiederverwendbarkeit von Komponenten.
Bereits 2009 entwickelten sie das Robotics Construction Kit (Rock), ein Software-Framework, das nach dem Baukastenprinzip modulare Tools zur Programmierung von Robotern bereitstellt. Das im Juni gestartete Vorhaben D-Rock, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Projektträger Softwaresysteme und Wissenstechnologien (PT-SW) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) über drei Jahre und mit 2,5 Millionen Euro gefördert wird, baut darauf auf.
Die Ergebnisse des D-Rock-Projektes werden auf dem Roboter Mantis anhand eines Szenarios aus der Darpa Robotic Challenge evaluiert.
Modellbasierter Ansatz
Das Besondere an D-Rock ist neben der Modularisierung der umfassende modellbasierte Ansatz, der die Komplexität der Software für den Programmierer handhabbarer macht. Die Modelle beschreiben dabei nicht nur, wie einzelne Komponenten eingesetzt werden können; sie ermöglichen auch deren automatische Verwaltung.
Neben der Software umfasst die Modellierung auch die Hardware und das Verhalten der Systeme. Das Systemverhalten wird auf die Software abgebildet und diese wiederum auf die Hardware. Bei der Ausführung der Software wird der Systemzustand dann mit den Modellen abgeglichen – auf diese Weise ist eine dynamische Rekonfiguration des Systems möglich, und der Roboter kann deutlich flexibler auf unvorhergesehene Situationen reagieren.
Als Ergebnis des D-Rock Projektes steht ein Satz von Softwaretools zur Verfügung, die das Rock-Framework erweitern. Die Effektivität des Ansatzes wird anhand des im DFKI-Projekt Limes entwickelten Roboters Mantis in einem Szenario aus der Darpa Robotics Challenge – einem internationalen Robotikwettbewerb zur Förderung und Entwicklung von Technologien, die bei Rettungseinsätzen zum Einsatz kommen – demonstriert.
Mantis ist ein sechsbeiniger Roboter, der die vorderen Extremitäten auch zur Manipulation verwenden kann. Das Szenario betrachtet eine standardisierte und somit vergleichbare Aufgabe, in der eine durch Geröll blockierte Tür autonom freigeräumt und passiert werden muss. Die Anwendbarkeit der entwickelten Tools wird zudem anhand einer industriellen Anwenderstudie evaluiert.