Informationsverarbeitung in der Robotik

In die Robotik fließen Beiträge zahlreicher Wissensgebiete aus Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik ein. In diesem Buch steht die Informationsverarbeitung im Vordergrund: Roboter in einer realen Umwelt sollen gestellte Aufgaben selbständig und korrekt ausführen sowie angemessen auf unvorhergesehene Ereignisse reagieren; dazu ist die Modellierung der realen Einsatzumgebung und eines intelligenten Systemverhaltens sowie kognitive und motorische Fähigkeiten erforderlich. Methoden der Künstlichen Intelligenz werden eingesetzt, um Signale - über Sensoren aus der physikalischen Umwelt gewonnen - zu verarbeiten bzw. zu interpretieren und somit Wirkzusammenhänge zwischen Aktion und Reaktion herzustellen. Das Buch stellt aus Sicht der Informationsverarbeitung Modelle, Steuerungs- und Sensorkonzepte sowie Programmierverfahren vor und weist auf Anwendungsmöglichkeiten und zukünftige Entwicklungen hin. Es wendet sich daher nicht nur an Studenten während der Ausbildung, sondern auch an den Praktiker, der sich mit den neuen Entwicklungen vertraut machen will.

1. Einleitung.- 1.1 Beiträge der Informatik zur Robotik.- 1.2 Zukünftige Roboterentwicklung.- 1.3 Einsatz von Robotern in der industriellen Fertigung.- 1.3.1 Roboteranwendung in der Automobilindustrie.- 1.4 Anwendungen von Robotern im Weltraum.- 1.5 Aufbau des Textbuches.- 2. Architektur und Informationsfluß eines Robotersystems.- 2.1 Komponenten eines Robotersystems.- 2.2 Informationsverarbeitung in der Robotik.- 2.3 Entwicklung in der Robotik durch die Informationsverarbeitung.- 3. Modellbildung als Basis der Informationsverarbeitung.- 3.1 Unweltmodellierung.- 3.2 Informationsanalyse für das Modell der Roboterzelle.- 3.3 Geometrische Modellierung.- 3.4 Kinematische Modellierung.- 3.5 Technologische Modellierung.- 3.6 Semantische Modellierung der Roboterzelle.- 3.7 Modellierung von Roboter und Greifer.- 3.8 Funktionale Modellierung.- 4. Offline-Programmierung auf der Basis des Weltmodells.- 4.1 Einsatz graphischer Robotersimulationssysteme.- 4.2 Computergraphik für die Robotik.- 4.3 Programmierung mit graphischen Simulationssystemen.- 4.4 Simulation von Roboterprogrammen.- 4.5 Graphische Robotersimulationssysteme und ihre Bewertung.- 5. Sensoren und Sensordatenverarbeitung.- 5.1 Die wichtigsten Sensoren und ihre Klassifikation.- 5.2 Geometrische Repräsentation des Weltmodells für die Sensorverarbeitung.- 5.3 Wissensbasierte Systeme in der Sensorik.- 6. Hierarchische Modellierung von Robotersteuerungsarchitekturen.- 6.1 Grundprinzipien hierarchischer Roboterarchitekturen.- 6.2 Funktionale Systemarchitektur.- 6.3 Struktur und Aufgabe des H-Moduls.- 6.4 Aufgabe des G-Moduls; die Sensorverarbeitungshierarchie.- 6.5 Die Informationshierarchie.- 7. Architektur autonomer Robotersysteme.- 7.1 Merkmale autonomer Systeme.- 7.2 Aufgaben intelligenterRobotersystemarchitekturen.- 7.3 Steuerungsarchitekturen für autonome Systeme.- 7.4 Ausblick.- 8. Planungssysteme.- 8.1 Einleitung.- 8.2 Historie von Planungssystemen in der KI.- 8.3 Spezielle Planungsmethoden und-probleme.- 8.4 Planungssysteme in der Robotik.- 8.5 Spezielle Probleme in der Robotik.- Anhang A.- Anhang B.- Anhang C.- Anhang D.- Anhang E.- Stichwortverzeichnis.