Adaption von Baurobotern und Bauteilen für verbesserte Robustheit in Kontaktsituationen

Dieses Projekt zielt darauf ab, die ersten Schritte auf dem Weg zu unserer langfristigen Vision der Entwicklung eines robusten robotischen Bausystems für die automatisierte Montage und Demontage auf der Grundlage der Fähigkeiten von Baurobotern zu unternehmen. Ein solches robotergestütztes Bausystem soll aus einem oder mehreren Robotern, Baukomponenten und automatisierten Montageprozessen bestehen, die alle miteinander kompatibel sind. Das gesamte robotische Bausystem muss robust, zuverlässig und sicher sein. Aus regelungstechnischer Sicht muss jeder Parameter so optimiert werden, dass das Roboterbausystem so robust wie möglich gegenüber Unsicherheiten ist.

Wir werden die jeweiligen Parameter und Anforderungen an ein solches robotisches Bausystem definieren und untersuchen. Die Anforderungen können die Geometrie, das Material und die Reibung, die Gelenke und den Verbindungsmechanismus der Bauteile, die Präzision des Roboters, die Bewegungsmöglichkeiten des Roboters, die Sensoren, die Montagestrategie und die Gesamtrobustheit des Roboterbausystems betreffen.

Da es eine besondere Herausforderung ist, den Zustand des Roboters und des Prozesses in Kontaktsituationen zu bestimmen und zu regeln, werden wir speziell diese Situationen untersuchen, um Einblicke in die Anforderungen an ein solches robotisches Bausystem zu gewinnen. Wir werden die Dynamik während Manipulations-, Interaktions- und Kontaktsituationen untersuchen, um die Fähigkeiten und Grenzen von Robotern für die Montage von Bauteilen zu erforschen und erfolgreiche, sensible und nahtlose Regelungsstrategien für die Montage von Bauelementen zu entwickeln. Wir werden die Interaktionsdynamik einschließlich kinematischer Ketten und Kontaktkräfte und deren Auswirkungen während der Bewegungsplanung des Roboters und bei jedem Schritt von der Aufgabenplanung bis zur Trajektoriengenerierung und Gelenkregelung beschreiben und berücksichtigen. Wir werden Regelungsstrategien für die Montage von Bauelementen erforschen, z.B. mit Hilfe von Kraftregelung, Reinforcement Learning oder datengetriebener Regelung.