Probabilistische Robotik
Einen fahrbaren Roboter zu bauen- das ist schon eine echte Herausforderung. Um diesem aber auch noch beizubringen autonom Aufgaben zu l\xf6sen, bedienten sich Michael F\xfcrst und sein Team der Mathematik: Im Rahmen der Gulasch Programmier-Nacht (GPN16) des Entropia e.V. in der Hochschule f\xfcr Gestaltung (HfG) und dem Zentrum f\xfcr Kunst und Medien (ZKM) in Karlsruhe berichtete er \xfcber die Verfahren der Probabilistischen Robotik (Video) und welche Erfahrungen sie damit machen konnten- und erz\xe4hlt uns im Gespr\xe4ch mit Sebastian Ritterbusch davon. Michael F\xfcrst studiert Informatik am Karlsruher Institut f\xfcr Technologie (KIT) und befasst sich im Team Informatik der Hochschulgruppe Kamaro Engineering speziell mit robusten probabilistischen Methoden zur Entscheidungsfindung. Der aktuelle Roboter Beteigeuze der Hochschulgruppe ist die zweite Generation und wurde daf\xfcr ausgelegt, Aufgaben in der \xdcberwachung und Bewirtschaftung von Maisfeldern oder der Navigation im urbanen Umfeld zu erf\xfcllen. Die Hochschulgruppe gibt es seit 3 Jahren und besteht aus 30-45 Mitgliedern. Sie ist eingebettet in das Teilinstitut Mobile Arbeitsmaschinen (MOBIMA) am Institut f\xfcr Fahrzeugsystemtechnik (FAST) am KIT mit dessen Unterst\xfctzung und Drittspenden sich die Hochschulgruppe finanziert. Die interdisziplin\xe4re Hochschulgruppe besteht aus vier Teams: Das Organisationsteam, das Mechanik-Team, das Elektrotechnik-Team und das Informatik-Team. Die Gruppe organisiert sich auch als Verein mit Vorstand und einer Leitung in jedem Team, um mit einer flachen Hierarchie jedem die M\xf6glichkeit zu bieten sich in das Projekt einzubringen. Auf der einen Seite will die Gruppe die autonome Robotik voranzubringen und allen Teammitgliedern gleichzeitig auch die M\xf6glichkeit zu bieten, praktisches Wissen und Erfahrungen neben dem oft theoretischem Studium zu erlangen. Das Team nimmt dazu regelm\xe4\xdfig an verschiedenen internationalen Wettbewerben teil, wie dem Field Robot Event, dem SICK Robot Day oder der Robotour. Technisch basiert die Software-L\xf6sung des Roboters inzwischen auf dem Robot Operating System (ROS), mit dem auf einer Ubuntu-Plattform auf einem im Roboter eingebauten Computer in Java, Python oder C++ die gestellten Aufgaben bearbeitet werden. Mit 40kg Gewicht ist der Roboter f\xfcr seine Gr\xf6\xdfe kein Leichtgewicht und kann daher nicht beliebig Batterien transportieren, so dass dem Lademanagement eine besondere Rolle zuf\xe4llt. Die gew\xe4hlte Gr\xf6\xdfe erm\xf6glicht gerade bei der Feldarbeit einen nicht-invasiven Ansatz, der im Vergleich zu anderen Varianten, wie der automatischen Steuerung von Traktoren, die Pflanzen nicht sch\xe4digt. Der Roboter erfasst seine Umwelt mit einer Vielzahl von Sensoren: Die Lidar-Sensoren zur Entfernungsmessung in verschiedenen Richtungen sind dabei besonders wichtig, und sie messen bis zu 50mal pro Sekunde. Sie bestimmen die Entfernungen zur Umgebung des Roboters in einer Ebene bis 16m in einer Aufl\xf6sung von bis zu drei Messpunkten pro Winkel-Grad (...)