NeuroReact - Echtzeitfähige neuronale Planung für reaktive Industrieroboter

Neuromorphe Systeme zeichnen sich durch schnelle, hoch parallele und energieeffiziente Rechenvorgänge aus. Außerdem sind sie sehr flexibel und wenig empfindlich gegenüber Hardwareausfällen, aufgrund ihrer Fähigkeit zu lernen und sich anzupassen. Die jüngsten Entwicklungen im Bereich neuromorpher Hardware und neuartiger Sensorik eröffnen die Möglichkeit diese Errungenschaften für Industrieroboter zu nutzen. In NeuroReact wird neuromorphe Hardware  mit Forschungsergebnissen aus der Neurorobotik kombiniert um echtzeitfähige, reaktive Planungssysteme zu realisieren.

Zielsetzung

Angestrebt wird ein echtzeitfähiges, neuronales System für die reaktive Planung und Ausführung einer Greifbewegung mit einem Industrieroboter unter Berücksichtigung von Hindernissen. Dabei steht die Sicherheit bei der Interaktion mit dem Menschen im Vordergrund. Dazu sollen gepulste neuronale Netze und ein eventbasiertes Stereokamerasystem verwendet werden. Der Fokus liegt auf dem Transfer von Erkenntnissen der Neuroinformatik in die industrienahe Robotik. An die Stelle des herkömmlichen Sense-Plan-Act Zyklus tritt ein ganzheitliches, komplett neuronales System.

Systemarchitektur

Eventbasierte Kamerasysteme erfassen die komplette Roboterzelle, welche als Population von Neuronen dargestellt wird. Die Eigenwahrnehmung des Roboters erlaubt dessen Darstellung im Umgebungsmodell zu unterdrücken, so dass lediglich der Hindernisraum verbleibt. Die Neuronen des Hindernisraums unterdrücken die korrespondierenden Neuronen des Zustandsraumes, in welchem dadurch mittels Wellenfrontausbreitung kollisionsfreie Bahnen ermittelt werden können.

Ansprechpartner

M.Sc. Lea Steffen

more

Career

Lea Steffen studierte von 2010 bis 2014 Medizinische Informatik an der Hochschule Mannheim. Im Anschluss belegte sie den Studiengang Informatik Master am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) von 2014 bis 2017. Die Schwerpunkte ihres Masterstudiums lagen dabei in den Gebieten Kognitive Systeme sowie Robotik und Automation. Ihre Masterarbeit "Multimodal Motion Activation for Robot Control using Spiking Neurons" fertigte sie am FZI Forschungszentrum Informatik in der Abteilung Technisch Kognitive Assistenzsysteme (TKS) an. Seit August 2017 ist sie Wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung Interaktive Diagnose- und Servicesysteme (IDS) im Forschungsbereich Intelligent Systems and Product Engineering (ISPE) des FZI.

Publications

zu den Publikationen

Contact

Phone: +49 721 9654-218
E-Mail: steffen@dont-want-spam.fzi.de

hide details