LEGO League 2022 an der THB entfällt
2022 FLL Challenge und FLL Explore an der THB entfällt |

Wir haben uns daher dazu durchgerungen, zumindest in dieser Saison nicht dabei zu sein.

2022 FLL Challenge und FLL Explore an der THB entfällt |
2021 FLL Challenge und FLL Explore - CARGO CONNECT |
Viele Wochen haben die Teams getüftelt, gebaut und programmiert. Nun stellten sie ihre fertigen Projekte bei der FIRST LEGO League (FLL) Explore in der TH Brandenburg den Gutachtern vor. Am Freitag, den 10.12. 21, fand dieser große Tag in den Räumen des Informatikzentrums der Hochschule statt. Das Thema in diesem Jahr lautet „CARGO CONNECT“, gesucht wurden also gute Ideen zur Logistik unserer Warenströme. Hier einige Fotos der FLL Explore.
Nach einer Begrüßung durch Prof. Dr. Harald Loose ging es für das erste Team „Legolinos 1“ sogleich mit ihren Projekten in die Begutachtung durch die Professoren, Mitarbeiter und externen Gutachter. Und hier war das Staunen groß, was hatten die Kinder nicht alles zu präsentieren: einen Seifenblasenantrieb mit Reservetank (man will ja nicht liegenbleiben), ein Luftkissenmobil, eine bewegliche Magnetschwebebahn mit Ladedrohne, ein Multifunktionsfahrzeug, ein Laufband, vieles andere und eine Paketsortiermaschine, deren Motor und Soundeffekte mit einem Programm gesteuert wurde. Es ist beeindruckend, wie Schüler und Schülerinnen der dritten und vierten Klasse mit dem visuellen Programmieren (WeDo) schon kleine sinnvolle Programme erstellen können. Das Team „Legolinos 1“ bestand nur aus Jungen und erhielt für diese Präsentation, das Poster und die vielen Modelle die Auszeichnung für „Fantasievolle Konstruktion“. Diese Auszeichnung erhält das Team, das kreativ ist, fantastische Designs erstellen und hochwertige Elemente (ohne Anleitung oder Hilfe) bauen kann.
In den Pausen gab es die Möglichkeit, vor einer RGBD-Kamera mit Tiefenbildern (2D-LiDAR) zu posieren und so einen Eindruck von aktuellen Robotik-Sensoren zu bekommen.
Die „Legolinos 2“, ebenfalls aus der Frederic-Joliot-Curie-Schule in Brandenburg an der Havel, bildeten den Gegenpol zu ihren Mitschülern und ein reines Mädchenteam. Auch sie stellten eine große Vielfalt von Projekten als Modell und Poster vor, geeint durch eine Idee - Nachhaltigkeit. Alle Lösungen, sei es die Drohne mit dem magnetischen Sauger für Pakete, das Paketfahrrad (ein E-Bike), das Amphibienfahrzeug waren durchweg elektrisch konzipiert und verfügten über Solarzellen. Diese waren eben aus LEGO und (noch) nicht echt, aber die Konzentration der Mädchen auf erneuerbare Energien überzeugte die Gutachter, nun vielleicht auch die Delfingeräusche mit dem passenden Ozeanbild aus dem selbstgeschriebenen Programm. Die „Legolinos 2“ erhielten die Auszeichnung für „Besonders umweltfreundliche Ideen“. Diese Auszeichnung erhält das Team, das für den Transport der Pakete Ideen entwickelt hat, die besonders umweltfreundlich sind. Somit haben beide Teams (Coach Jana Schreiber) mit ihrem Thema „Paketzustellung der Zukunft“ an der FLL Explore im Fachbereich Informatik und Medien erfolgreich teilgenommen.
Die Arbeit untersucht das Deployment vortrainierter Detektoren zur Erkennung von Boundingboxen und pixelgenauen Instanzen auf die Plattform Jetson Nano. Hierzu sind geeignete vortrainierte Netze zu evaluieren, weiter zu trainieren und optimiert auf dem Zielsystem auszuführen. Die Optimierung kann auf dem Trainingsserver oder auf dem Zielsystem stattfinden. Die Detektoren sollen in allen drei Phasen durch sinnvolle Metriken auf einer selbstgewählten Datenmenge evaluiert werden. Die lauffähige Umsetzung eines selbst trainierten Detektors auf dem Jetson Nano ist durch eine einfache Rahmenapplikation mit dem Deepstream SDK im Funktionsnachweis zu demonstrieren. Die besondere Schwierigkeit besteht in der Vielzahl beteiligter Frameworks, wie bspw. DeepStream, Triton, CUDA, gsstreamer, TensorFlow, TensorRT, Django, WSGI, Kafka und anderen sowie der Anwendung fortgeschrittener Modelle des Deep-Learnings, wie YOLO, SSD und Mask R-CNN.
Im Ergebnis konnten die Netze erfolgreich auf dem Deep-Learning-Server der Hochschule weitertrainiert und in verschiedenen Kriterien mit den Originalen verglichen werden. Die Optimierung erfolgte auf dem Trainingsserver und zeigte nur wenig Verbesserungen, beim Deployment auf das eingebettete Systeme wurden verschiedene Probleme mit TensorRT (TF-TRT) festgestellt. Die Rahmenapplikation auf dem Jetson Nano demonstriert ein lokales SSD zur Objektdetektion der COCO-Klassen, dessen Ergebnisse über RTSP- und Kafka bereitgestellt werden.
Kolloqium: 13.04.2021
Betreuer: Dipl.-Inform. Ingo Boersch, Prof. Dr. Sven Buchholz
Download: A1-Poster
Das Schiebepuzzle ist ein bekanntes Beispiel zur Aktionsplanung. Das Puzzle besteht aus einem 3x3-Feld in dem 8 Plättchen in einer Stellung angeordnet sind. Die Plättchen können horizontal oder vertikal in Richtung auf die freie Stelle bewegt werden. Die Aufgabe besteht darin, in der Ausgangsstellung die Plättchen sukzessive solange zu verschieben, bis die Zielstellung erreicht wird. In jeder Stellung gibt es mindestens zwei und höchstens vier Schiebemöglichkeiten. Wenn wir von durchschnittlich drei Möglichkeiten ausgehen, so ergibt dies einen Suchbaum der Verzweigungsrate 3. Bei einem typischen Lösungsweg der Länge 20 ergibt dies eine Gesamtmenge von 3^20, also etwa 3,5 Milliarden Knoten in der untersten Ebene des Suchbaumes. Dies ist mit reiner Tiefensuche oder Breitensuche nicht mehr zu bewältigen - oder vielleicht doch? PS: Sie haben 7000 Byte Speicher für Ihre Datenstrukturen.
Konstruieren Sie mit dem AKSEN-Board ein autonomes System (Roboter), das eine 3x3-Version des Schiebepuzzles repräsentiert und dieses lösen kann. Das Puzzle sollte dabei stets gut sichtbar sein, so dass alle Zwischenstellungen des Lösungsvorgangs gut wahrgenommen werden können. Eine Anzeige auf dem LCD-Display reicht nicht aus. Die Stellung soll mechanisch visualisiert werden, idealerweise mit tatsächlichen Puzzleteilen.
Und natürlich muss ein Robotersystem mit Stromversorgung, Motoren, Getrieben, geeigneten Sensoren und das Puzzle gebaut werden. Falls die Probleme zu groß werden (und groß werden sie auf jeden Fall), besteht die Fallback-Möglichkeit beim Abschlusswettbewerb mit einem manuellen Plan zu starten.
Es traten 5 Roboter zum Wettbewerb an: Tilting Eggs, QWRTY, IR-06, OptoBotV2.2 und Kubus. Das Finale IR-06 (37 Punkte) gegen Kubus (31 Punkte) gewann fehlerlos IR-06.
2020 FLL Challenge und FLL Explore |
Wir wiederholen die schwierige Aufgabe vom letzten Jahr, bei der ein autonomes Fahrzeug entworfen, konstruiert und programmiert werden soll, das selbständig kürzeste Wege in einer übergebenen Karte plant und ausführt. Der Anwendungsfall ist ein Lieferroboter, wie er in verschiedenen Städten erprobt wird. Das System übernimmt hier sowohl die Rolle des Roboters (Lokalisation, lokale Navigation mithilfe der Sensorik, Abliefern der Pizza) als auch die der Planungsschicht, bspw. einer zentralen KI-Komponente, die auf die Verkehrssituation der Stadt zugreifen kann und Routen nach aktueller Verkehrslage berechnet (globale Navigation).
Und natürlich muss ein Robotersystem mit Stromversorgung, Motoren, Getrieben, geeigneten Sensoren und Transportkapazität gebaut werden. Falls die Probleme zu groß werden (und groß werden sie auf jeden Fall), besteht die Fallback-Möglichkeit beim Abschlusswettbewerb mit einem manuellen Plan zu starten. Es traten 4 Roboter zum Wettbewerb an: _007, Bumblebee, Rüdiger und Fathi. Das Finale Bumblebee (84 Punkte) gegen Fathi (73 Punkte) gewann Fathi.
Eine erfolgreiche Kombination von Imitation Learning (IL) und Reinforcement Learning (RL) zur Bewegungssteuerung eines Roboters besitzt das Potenzial, einem Endnutzer ohne Programmierkenntnisse einen intelligenten Roboter zu Verfügung zu stellen, der in der Lage ist, die benötigten motorischen Fähigkeiten von den Menschen zu erlernen und sie angesichts der aktuellen Rahmenbedingungen und Ziele eigenständig anzupassen. In dieser Masterarbeit wird eine Kombination von IL und RL zur Bewegungssteuerung des humanoiden Roboter NAO eingesetzt. Der Lernprozess findet auf dem realen Roboter ohne das vorherige Training in einer Simulation statt. Die Grundlage für das Lernen stellen kinästhetische Demonstrationen eines Experten sowie die eigene Erfahrung des Agenten, die er durch die Interaktion mit der Umgebung sammelt.
Das verwendete Lernverfahren basiert auf den Algorithmen Deep Deterministic Policy Gradient from Demonstration(DDPGfD) und Twin Delayed Policy Gradient (TD3) und wird in einer Fallstudie, dem Spiel Ball-in- a-Cup, evaluiert. Die Ergebnisse zeigen, dass der umgesetzte Algorithmus ein effizientes Lernen ermöglicht. Vortrainiert mit den Daten aus Demonstrationen, fängt der Roboter die Interaktion mit der Umgebung mit einer suboptimalen Strategie an, die er im Laufe des Trainings schnell verbessert. Die Leistung des Algorithmus ist jedoch stark von der Konfiguration der Hyperparameter abhängig. In zukünftigen Arbeiten soll für das Ball-in- a-Cup-Spiel eine Simulation erstellt werden, in der die Hyperparameter und die möglichen Verbesserungen des Lernverfahrens vor dem Training mit dem realen Roboter evaluiert werden können.
Kolloqium: 22.01.2020
Gutachter: Dipl.-Inform. Ingo Boersch, Prof. Dr.-Ing. Jochen Heinsohn
Download: A1-Poster, Masterarbeit
2019 FLL-Regionalwettbewerb und FLL Junior am Freitag, den 29.11.2019 im Audimax |
Punkte: Jury-Wertung, RobotGame
Plätze 1 bis 3 beim Balance-Ball: Bruno 2:07, Ferdi 2:18, Benjamin 2:19
Wir bedanken uns für die Unterstützung des Regionalwettbewerbes in Brandenburg bei:
Wir wiederholen die schwierige Aufgabe vom letzten Jahr, bei der ein autonomes Fahrzeug entworfen, konstruiert und programmiert werden soll, das selbständig kürzeste Wege in einer übergebenen Karte plant und ausführt. Der Anwendungsfall ist ein Lieferroboter, wie er in verschiedenen Städten erprobt wird. Das System übernimmt hier sowohl die Rolle des Roboters (Lokalisation, lokale Navigation mithilfe der Sensorik, Abliefern der Pizza) als auch die der Planungsschicht, bspw. einer zentralen KI-Komponente, die auf die Verkehrssituation der Stadt zugreifen kann und Routen nach aktueller Verkehrslage berechnet (globale Navigation).
Und natürlich muss ein Robotersystem mit Stromversorgung, Motoren, Getrieben, geeigneten Sensoren und Transportkapazität gebaut werden. Falls die Probleme zu groß werden (und groß werden sie auf jeden Fall), besteht die Fallback-Möglichkeit beim Abschlusswettbewerb mit einem manuellen Plan zu starten. Es traten 5 Roboter zum Wettbewerb an: Robby, Painbot, Robot, Ritter und Hungerkiller. Das Finale Ritter (63 Punkte) gegen Painbot (60 Punkte) gewann Painbot.
Zwei Projektberichte von Painbot und Robot:
2018 |
FLL-Regionalwettbewerb und FLL Junior am Freitag, den 30.11.2018 im Audimax |
Es wurden 6 Pokale vergeben:
Der Pokal „FLL Champion“, den das Team erhält, welches in allen Bewertungskategorien die meisten Punkte sammeln konnte, geht an das Team "CaroAces" aus Neustrelitz, das damit am 26.01.2019 nach Eberswalde zum FLL Semi-Finale Nordost fährt. Den zweiten Platz erreichte das Team "SAP Archenhold" aus Berlin-Schöneweide. Dritter in der Gesamtwertung wurden die "Medienroboter" aus Hennigsdorf.
Punkte: Jury-Wertung, RobotGame
Fotos (O. Karaschewski, S. Fröhlich, M. Dueck)
Wir bedanken uns für die Unterstützung des Regionalwettbewerbes 2018 in Brandenburg bei:
FIRST LEGO LEAGUE JUNIOR - für Mädchen und Jungen im Alter von 6 bis 10 Jahren |
Parallel zum FLL-Regionalwettbewerb wird an der THB erstmals eine Ausstellung mit FLL-Junior-Projekten zu sehen sein. Auf gehts zur MISSION MOON – auf zum Mond! Wie wäre es, auf dem Mond zu leben?
Bei der FLL Junior-Ausstellung wurden fünf Auszeichnungen verliehen:
Fotos (O. Karaschewski, S. Fröhlich, M. Dueck)
Es ist nie zu früh, MINT (Mathematik-Informatik-Naturwissenschaft-Technik) zu entdecken. First LEGO League Junior (FLL Junior) ist ein Bildungsprogramm, das junge Schülerinnen und Schüler zum entdeckenden Lernen anregt. Mit seinen spannenden Aufgabenstellungen fängt FLL Junior die Neugier der Kinder ein und motiviert, die Wunder der Wissenschaft und Technik spielerisch zu entdecken. Begleitet durch Coaches, erforschen die Kinder in Teams reale, wissenschaftliche Probleme wie Recycling, Energie und das Zusammenleben von Menschen und Tieren. Dazu bauen sie ein motorisiertes Modell aus LEGO-Steinen und erstellen ein Forschungsposter, das ihre Entdeckungen und ihr Team vorstellt. Das Highlight der Saison ist die Teilnahme an einer FLL Junior Ausstellung, bei dem die Teams ihre Ergebnisse präsentieren und mit Anderen teilen.
FLL Junior schafft einen spielerischen Zugang zu komplexen Fragestellungen und technischen Zusammenhängen. Ganz nebenbei erlernen die Teilnehmer und Teilnehmerinnen die Grundlagen der Robotik und Programmierung. Als Einstieg gedacht, ermöglicht FLL Junior eine mehrjährige Erfahrung und ist idealer Ausgangspunkt für die erfolgreiche Teilnahme am Anschlussprojekt FIRST® LEGO® League. Auf der Webseite www.first-lego-league-Junior.org erfahrt Ihr noch mehr über das Programm und könnt Euer Team anmelden.
Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer Applikation zur Demonstration der Interaktion einer Person mit einem Roboter zum Erlernen von Objekten, die später wiedererkannt werden sollen. Der Schwerpunkt liegt zum einen auf der Entwicklung des Interaktionsmodells und zum anderen auf einer zuverlässigen Erkennung nach wenigen Lernbeispielen. Die besondere Schwierigkeit liegt in der Verwendung des NAO-Roboters. Die Arbeit soll die Vorarbeiten berücksichtigen und diese weiterentwickeln.
Im Ergebnis entstand eine Python-Applikation, die im Dialog mit einem Menschen in der Lage ist, Objekte zu labeln und wiederzuerkennen. Eine kreative Lösung stellt die robuste Eingabe des Labels über Stempel und Zeichenerkennung dar. Das Wiedererkennen wird durch Segemntierung und Klassifikation gelöst. Die Segmentierung erfolgt pragmatisch anhand eines initialen Hintergrundes, für die Klassifikation werden SIFT-Features als Objektmerkmale extrahiert und damit eine RBF-SVM trainiert.
Kolloqium: 07.03.2018
Betreuer: Dipl.-Inform. Ingo Boersch, Prof. Dr. Jochen Heinsohn
Download: A1-Poster
Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer Applikation zur Demonstration von Reinforcement- Lernen (RL) auf autonomen, humanoiden Robotern. Demonstriert werden soll das Erlernen einer erfolg- reichen Handlungsstrategie in einem einfachen realen Szenario. Das Szenario kann selbst gewählt werden, bspw. das Sortieren von Bällen. Das Szenario soll im Wesentlichen deterministisch, kann aber in seltenen Fällen stochastisch reagieren. Der Lernvorgang soll unbeaufsichtigt selbständig laufen können und in kurzer Zeit (bspw. einer Stunde) zu einer erfolgreichen Policy führen.
Ein zweiter Applikationsmodus soll das unbegrenzte Ausführen der erlernten Policy ermöglichen. Für den Lernvorgang darf der Agent keine fremderstellte Simulation verwenden, für Evaluierung und Test der Applikation ist eine Simulation natürlich erlaubt. Damit besteht die zweite Schwierigkeit in der geringen Anzahl von Interaktionen mit dem realen Szenario, so dass Maßnahmen zur Effizienzsteigerung klassischer RL-Ansätze verwendet werden müssen. Hilfreich wäre eine geeignete Visualisierung des Lernvorganges bzw. der Policy oder transparenter Wertefunktionen, um Besuchern und Studenten den Ablauf zu verdeutlichen und die Programm-Entwicklung zu unterstützen.
Kolloqium: 07.03.2018
Betreuer: Dipl.-Inform. Ingo Boersch, Prof. Dr. Jochen Heinsohn
Download: A1-Poster, Kolloquiumsvortrag, Masterarbeit
Im Straßenverkehr werden Autos von leistungsfähigen Fahrerassistenzsystemen gesteuert - aber bisher nur im SAE-Level 2 [1], d.h. unter ständiger Beobachtung des Fahrers. Aktuelle Pressemeldungen berichten von ersten Serien-Fahrzeugen mit SAE-Level 3, in denen der Fahrer seine Aufmerksamkeit abwenden darf und bei Problemen vom Auto gerufen wird [2].
Stellen wir uns nun einen unbemannten Transportroboter vor, der auf einer öffentlichen Straße vorsichtig Güter von A nach B transportiert, bspw. einen Pizzaboten mit SAE-Level 5 für den Stadtverkehr. Probleme bei der Auslieferung entstehen bei Staus, Baustellen oder durch liegenbleibende Fahrzeuge. Der damit verbundene Verlust befahrbarer Strecken erfordert ein Neuplanen von Fahrtrouten. Und hier kommen Sie ins Spiel.
Ihr Roboter erhällt den Auftrag, eine oder mehrere Pizzen auszuliefern. Das Streckennetz ist ein einfaches Gitter, in dem es allerdings zu Störungen und damit unbefahrbaren Kreuzungen kommen kann. Die gute Nachricht ist, das Sie über globales Wissen verfügen und die aktuelle Karte der befahrbaren Wege dem Roboter kurz vor dem Start zur Verfügung gestellt wird. Entwerfen, konstruieren und programmieren Sie einen geeigneten Roboter!
Im Wettkampf Ende Januar 2018 traten die vier Roboter Sion, Simon, Kabelbinder-Jack und Roberat gegeneinander an, wobei die letzteren mit automatischer Wegplanung fuhren. Die Ergebnisse finden sich in der Punktetabelle. Im Finale setzte sich Kabelbinder-Jack knapp gegen Sion durch.
Die Roboter werden in folgenden Projektarbeiten beschrieben.
[1] Levels of driving automation are defined in SAE INTERNATIONAL STANDARD J3016
[2] Audi 07/11/17 The new Audi A8: future of the luxury class
Colin Christ studiert seit 2012 Informatik an der TH Brandenburg. Den Bachelor schloss er mit dem Schwerpunkt „Intelligente Systeme“ ab. In seinem Masterprojekt vertiefte er das Thema "Reinforcement Learning (RL)" aus der Vorlesung "Künstliche Intelligenz". Reinforcement Learning ist ein Lernparadigma, das in der Robotik zunehmend Einsatz findet. Hierbei lernt ein Agent durch Ausprobieren eine genau auf seine Situation, bspw. seinen Körper und Sensorik, angepasste Handlungsstrategie. Neue Lernalgorithmen reduzieren die Anzahl notwendiger Interaktionen durch Übertragen erlebter Erfahrungen auf ähnliche Situationen und führen so zu einem verkürzten Lernvorgang. Mittlerweile scheint der Einsatz von RL in industriellen Umgebungen möglich.
Colin Christ behandelt in seiner Masterarbeit ein Szenario, in dem ein humanoider Roboter auf diese Weise vom Menschen definierte Ziele erreichen soll - ohne dass explizit programmiert wird, wie die Aufgabe gelöst werden kann: "Wünsch Dir was"-Programmierung.
Die Zwischenergebnisse präsentierte er kurzweilig und zur Diskussion anregend auf dem World Usability Day zum diesjährigen Thema "Artificial Intelligence" am 09.11.2017 im Infopanel "UX- und Design-Innovationen aus Brandenburg" in Berlin.
2017 |
Regionalwettbewerb am Freitag, den 01.12.2017 im Audimax |
Wir danken herzlich allen Helfern und unseren Sponsoren:
Es wurden 6 Pokale vergeben:
Der Pokal „FLL Champion“, den das Team erhält, welches in allen Bewertungskategorien die meisten Punkte sammeln konnte, geht an das Team "CaroAces" aus Neustrelitz, das damit zum FLL-Semi-Finale fährt. Den Platz 2. errang das Team "SAP Archenhold" und zwei dritte Plätze gingen an die "Medienroboter" aus Hennigsdorf und das Team "Pathfinder" aus Brandenburg.
Fotos (O. Karaschewski, S. Fröhlich, M. Dueck)
Punkte: Jury-Wertung, RobotGame
Das Sponsoring für 2017 ist beendet. Wenn Sie mit Ihrem Angebot im Rahmen eines technik- und informatikorientierten Schülerwettbewerbes in 2018 werben wollen, finden Sie hier weitere Informationen.
... die smart auf Veränderungen der Verkehrswege reagieren, waren das Ziel im Bachelorprojekt im Gebiet der Künstlichen Intelligenz. Im sog. Robot Building Lab entwerfen, konstruieren und programmieren Studierende autonome Roboter, die sich selbständig in einer Welt - diesmal einer Stadt - zurechtfinden. Es gibt zwar zentrale Verkehrsmeldungen, aber keine zentrale Steuerung, Autonomie ist gefragt.
Die Stadt ist ein wenig formalisiert als ein Gitter aus schwarzen Linien, in dem bestimmte Kreuzungen als gesperrt markiert sind - ein Unfall. Die Systeme erhalten den aktuellen Stand der Sperrungen und planen selbständig einen Weg durch die Stadt zu den Passagieren - der optimale Weg ist hilfreich, wenn man den Wettstreit gewinnen möchte. Was ist optimal? Wie finde ich den Weg? Auf einem Mikrocontroller? Kann ich den Weg zuverlässig zurücklegen? Begegne ich anderen Systemen? Werde ich meine Fahrgäste vorfinden oder war die Konkurrenz schneller?Im Wettkampf traten 4 Systeme gegeneinander an, leider hatten zwei Startprobleme. Zwei Systeme liefen sehr robust, wie rechts die Punktetabelle zeigt.
Die Roboter werden in folgenden Projektarbeiten beschrieben.
Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer Applikation, die einem NAO-Roboter ermöglicht, autonom Tic- Tac-Toe gegen einen menschlichen Spieler zu spielen. Schwerpunkt ist hierbei ein natürliches und motivierendes Spielerlebnis. Hierzu ist es notwendig, robuste Lösungen für Teilprobleme der Interaktion wie Rezeption und Aktorik zu entwickeln, die diese Zielstellung berücksichtigen. Eine leistungsfähige Spielstrategie ist so umzusetzen, dass sowohl starke wie auch schwächere Spieler Freude an der Interaktion finden. Die Applikation soll autonom auf dem Roboter laufen und perspektivisch für andere Spiele sowie beim Spiel NAO gegen NAO einsetzbar sein. Die besondere Schwierigkeit der Arbeit liegt in der Gestaltung der Interaktion und dem Lösen der Robotik-Probleme in einer realen, stochastischen Welt.
Die Arbeit wurde in die Problemfelder Spiellogik, Strategie, Aktorik, Bildverarbeitung und Interaktion aufgeteilt. Spiellogik und Strategie beschäftigen sich mit der Umsetzung des grundlegenden Spielablaufs. Die Aktorik dient primär der Umsetzung des Zeichnens auf dem Spielfeld. In der Bildverarbeitung wird das Spielfeld mit Hilfe der Roboterkameras erfasst und ausgewertet. In der Interaktion wird eine auf Sprache basierende Schnittstelle mit dem menschlichen Gegenspieler sowie eine adaptive Spielstärke umgesetzt.
Kolloqium: 02.08.2016
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Jochen Heinsohn, Dipl.-Inform. Ingo Boersch
Download: A1-Poster
2016 |
Regionalwettbewerb am Freitag, den 02.12.2016 im Audimax |
Der Regionalwettbewerb Brandenburg der FIRST® LEGO® League findet am 02.12.2016 im Audimax der Technischen Hochschule Brandenburg statt. Mehr als 120 Kinder und Jugendliche in 15 Teams konstruieren und programmieren gemeinsam autonome Roboter, um Aufgaben auf einer thematischen Spielfläche zu meistern und Lösungen zum Thema “Animal Allies – Tierische Verbündete“ zu entwickeln. Der Wettbewerb wird zum 15. Mal vom Fachbereich Informatik und Medien in Brandenburg an der Havel organisiert und kombiniert den Spaß an Technik und Wissenschaft mit der spannenden Atmosphäre eines Sportevents. Die beiden besten Teams qualifizieren sich für das Semifinale NordOst am 21.01.17 in Eberswalde. Der Eintritt ist frei - Zuschauer sind herzlich willkommen.
Beginn der Veranstaltung: Freitag, 02.12.2016, 10:00 Uhr (Anreise möglich ab 09:00 Uhr), Zeitplan (Stand 30.11.2016)
Ort: Audimax der THB, siehe Campusplan und Raumplan. Parkplätze sind vorhanden.
Es wurden 6 Pokale vergeben:
Der Pokal „FLL Champion“, den das Team erhält, welches in allen Bewertungskategorien die meisten Punkte sammeln konnte, geht an das Team "CaroAces" aus Neustrelitz, das damit am 21.01.17 nach Eberswalde zum FLL-Semi-Finale fährt. Auf dem Platz 2., und damit ebenfalls zum nächsten Wettbewerb qualifiziert, ist das Team "Goethes Geister" aus Berlin. Dritter in der Gesamtwertung wurden die "Optibots" aus Rathenow.
Punkte: Jury-Wertung, RobotGame
Fotos (R. Zimmermann, S. Fröhlich)
Sie finden die LEGO League in Brandenburg eine tolle Idee und möchten bspw. mit Ihrem Firmenlogo/Aufsteller am Wettbewerbstag präsent sein: Ja, ich will.
Wir bedanken uns für die Unterstützung bei der Ausrichtung des Regionalwettbewerbes 2016 in Brandenburg bei:
Masterstudent Patrick Rutter demonstrierte am 1. juni bei der Projektkonferenz der THB, die Fähgikeiten des von ihm programmierten NAO-Roboters beim TicTacToe-Spiel gegen Besucher. Mithilfe eines verlängerten Fingers setzt der NAO auf einen Touchscreen sein Feld und erkennt die Züge des Menschen. Während des Spieles versucht er zwar zu gewinnen, aber nicht demotivierend oft. Er adaptiert sich dazu an die Spielstärke des menschlichen Spielers und erzeugt so ein kurzweiliges Spielerlebnis.
Die Präsentation zeigt einen Zwischenstand der Masterarbeit.
Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer Applikation, die einen NAO-Roboter gegen einen Menschen Tic-Tac-Toe spielen lässt. Perspektivisch soll auch ein Spiel zwischen NAO-Robotern möglich sein. Ein Schwerpunkt der Arbeit ist die geeignete Realisierung eines Lernvorganges, mit dem die Applikation eine Spielstrategie erlernt, bspw. mit Reinforcement-Lernen. Der Lernvorgang soll durch die Messung der Spielstärke evaluiert werden. Wünschenswert ist eine Anzeige der aktuellen Spielstärke.
Die Applikation soll modular entworfen werden, so dass ein einfacher Austausch oder Erweiterung von Komponenten ermöglicht wird. Es soll möglich sein, ein verwandtes Spiel, wie 4x4-Tic-Tac-Toe, umzusetzen, in dem im Wesentlichen nur die spielabhängigen Anteile (wie Spielregeln, Situationserkennung, Zugausführung und Testgegner) modifiziert werden. Die Komponenten Spielsteuerung und Lernmodul sollen möglichst unabhängig vom konkreten Spiel sein.
Eine Teilaufgabe besteht in der Erkennung der Spielsituation mit Hilfe der Bildverarbeitung. Die relative Lage des Spielfeldes zum Roboter kann hierbei als statisch und bekannt vorausgesetzt werden. Sie ist im Rahmen der Arbeit geeignet zu definieren. Zur Ansteuerung der Aktorik ist eine sinnvolle, einfache Schnittstelle unter Berücksichtigung der NAO-Plattform zu realisieren. Die Applikation und Ergebnisse sind in geeigneter Weise zu evaluieren.
Kolloqium: 14.09.2015
Betreuer: Dipl.-Inform. Ingo Boersch, Prof. Dr.-Ing. Jochen Heinsohn
Download: A1-Poster
Ziel der Arbeit ist eine verteilte Applikation, die Tweets über die Streaming-API des Kurznachrichtendienstes Twitter empfängt und diese auf den Pioneer-Robotern vorliest. Die implementierte Anwendung soll Tweets anhand frei wählbarer Suchworte filtern können und auf bestimmte Tweets mit Reaktionen, bspw. eigenen Tweets der Roboter, reagieren. Für Anwender, die keinen Twitter-Account besitzen, soll eine alternative Internetseite im responsive Design angeboten werden. Der Schwerpunkt der Arbeit ist der Softwareengineering-Prozess sowie die Beschreibung aller verwendeten Dienste und Schnittstellen.
Kolloqium: 14.04.2015
Betreuer: Dipl.-Inform. Ingo Boersch, Prof. Dr.-Ing. Jochen Heinsohn
Download: A1-Poster
2015 |
Regionalwettbewerb am Freitag, den 04.12.2015 im Audimax |
10. März 2015 | Start FLL Anmeldung 2015 |
Ende August 2015 | Versand der FLL Spielfelder |
25. August 2015 | FLL Kickoff: Aufgabenveröffentlichung & Stichtag Altersgrenze |
11. Oktober 2015 | Anmeldeschluss |
4. Dezember 2015 | Regionalwettbewerb Brandenburg |
Ende Jan - Anfang Feb 2016 | 2016 FLL Semi Finals |
Feb/März 2016 | FLL Finale |
Es wurden 6 Pokale vergeben:
Der Pokal „FLL Champion“, den das Team erhält, welches in allen Bewertungskategorien die meisten Punkte sammeln konnte, geht an das Team "CaroAces" aus Neustrelitz, das damit am 23. Januar 2016 nach Eberswalde zum FLL-Semi-Finale fährt. Auf dem Platz 2., und damit ebenfalls zum nächsten Wettbewerb qualifiziert, ist das Team "MendelBots" aus Berlin. Dritter in der Gesamtwertung wurden "Goethes Geister".
Punkte: JuryWertung, RobotGame
Nach einer Pressemeldung des BMVI plant Bundesverkehrsminister Dobrindt eine Teststrecke für autonome Fahrzeuge auf der Autobahn A9 in Bayern.
Singapur, mit dramatischen Problemen durch den Individualverkehr, geht noch einen Schritt weiter. Im Herbst 2014 testeten Besucher in zwei großen Parkanlagen ein PRT, bestehend aus führerlosen Taxis, die Golf Carts ähneln. Im nächsten Jahr soll das Projekt in die Strassen der Stadt ausgeweitet werden, um den Personentransport auf kurzen Strecken langfristig zu Fuß, mit dem Fahrrad oder dem PRT abzuwickeln. (Quelle: Technology Review).
Im Bachelor-Projekt orientieren wir uns an dem Anwendungszenario PRT und lösen es in vereinfachter Form.
Das modellierte PRT im KI-Labor besteht aus maximal drei erreichbaren Passagieren (blaue Bälle), die zu einer zentralen Veranstaltung (Linie AB) gebracht werden wollen. Natürlich einzeln und so schnell und sicher wie möglich. Aufgabe der Studenten ist somit der Entwurf, die Konstruktion und die Programmierung eines autonomen Roboters. Als globaler Sensor stehen dem Roboter Informationen über die aktuelle Verkehrslage (gesperrte Kreuzungen) zur Verfügung, die er zur selbständigen Planung seiner Fahrt verwenden sollte. Die Kombination aus Verkehslage und Passagierinformation bezeichnen wir als "Fahrauftrag". Der Roboter sollte beliebige gültige Fahraufträge erfüllen können. Die Aufgabenstellung erklärt die Details.
Beim Abschlusswettbewerb zum Tag der offenen Projekte am 22. Januar 2015 traten vier Temas mit funktionsfähigen Robotern an, in Klammern die in der Vorrunde transportierten Passagiere:
Jeder Roboter zeigte zunächst einzeln seine Fähigkeiten, gefolgt von einer Vorrunde mit jeweis drei Starts. Die gesammlten Punkte entschieden über den Einzug ins Finale. Jack the Gripper gewann die Vorrunde mit der maximal erreichbaren Punktzahl von 124, alle 12 Passagiere wurden innerhalb der Zeit fehlerfrei transportiert. Als Zweiter erreichte Robi das Finale, obwohl er bei den Passagieren ab und zu daneben griff. Theseus befolgte als ehrlichster Roboter exakt die Wettbewerbsregeln - auch wenn das bedeutete, wenige Zentimeter vor dem Passagier zu stoppen, da die Zeit von zwei Minuten abgelaufen war. Arbeitzeitregelungen gelten auch für Roboter. Driver zeigte mit dem A*-Algorithmus eine gute Planungsleistung, verzählte sich allerdings bei einigen Kreuzungen.
Im Finale "Drei Scheichs" zahlte sich die höhere Geschwindigkeit für Jack the Gripper aus, der damit einen Fahrgast mehr als Robi bediente.
Erreichte Punkte im Gesamtergebnis.
Ziel der Arbeit ist die Evaluation des SLAM-Verfahrens RTAB-Map. Das Verfahren integriert aufeinanderfolgende Tiefenbilder eines Kinect-Sensors mit Hilfe einer Korrespondenzanalyse in den zugehörigen Farbbildern zu einer farbigen Punktwolke. Das Verfahren soll im Detail erläutert werden.
Zur Evaluation sind geeignete Kriterien anhand von Anwendungsszenarien zu definieren und in Versuchen zu prüfen. Das Schließen von Positionsschleifen, also das Wiedererkennen schon besuchter Orte soll berücksichtigt werden. Anwendungsszenarien können sein: SLAM auf dem Pioneer-Roboter, 3D-Modellierung durch freie Bewegung, Modellierung von Gebäuden, Beobachtung dynamischer Objekte (Personen, Roboter, Drohnen) durch mehrere Kinect-Sensoren. Die Installation unter der aktuellen ROS-Version soll nachvollziehbar dargestellt werden. Die besondere Schwierigkeit der Arbeit liegt beim Einarbeiten in teilweise komplizierte Ansätze aktueller Robotertechnologien und beim Umsetzen in lauffähige Expe rimente.
Kolloqium: 14.11.2014
Betreuer: Dipl.-Inform. Ingo Boersch, Prof. Dr.-Ing. Jochen Heinsohn
Download: A1-Poster
Moderne autonome mobile Roboter werden mit komplexen Aufgabenstellungen konfrontiert. Zur Erfüllung dieser Aufgaben agieren sie häufig in einer dynamischen Umgebung und müssen bei der Navigation drei Raumdimensionen berücksichtigen. Pfadplanung in solchen Umgebungen ist durch hohe Komplexität geprägt und Gegenstand aktueller Forschung.
In dieser Arbeit wird ein reaktives Pfadplanungsverfahren auf Grundlage des Elastic Band Framework implementiert. Das Elastic Band Framework löst das Problem der hohen Komplexität, indem es die Pfadplanung in zwei Teilprobleme aufteilt. Ein globaler Pfad wird unter Annahme einer statischen Umgebung initial geplant und als ein elastisches Band interpretiert. Interne und externe Kräfte modifizieren das elastische Band kontinuierlich und passen es den dynamischen Änderungen der Umgebung an.
Ein vorhandenes Elastic-Band-Pfadplanungsverfahren wird für den Serviceroboter Care- O-bot® 3 für den Einsatz in einer dreidimensionalen Umgebung erweitert. Dafür werden konzeptionelle Änderungen erarbeitet und unter dem Robot Operating System implementiert. Die Eignung des entwickelten Pfadplanungsverfahrens für den Anwendungsfall wird durch eine Evaluierung in einer Simulationsumgebung und durch einen Funktionsnachweis am physischen Roboter aufgezeigt.
Kolloqium: 14.11.2014
Betreuer: Dipl.-Inform. Ingo Boersch, Dipl.-Ing. Matthias Gruhler (Fraunhofer IPA Stuttgart, Department Robot and Assistive Systems), Prof. Dr.-Ing. Jochen Heinsohn
Download: A1-Poster, Abschlussarbeit
2014 |
Regionalwettbewerb am 05.12.2014 im Audimax |
Die FIRST LEGO League (FLL) geht in die nächste Runde. In diesem Jahr sollen Schülerinnen und Schüler zeigen, wie Kinder im 21. Jahrhundert lernen wollen und wie sie sich künftig Wissen und Fähigkeiten aneignen werden. Wie sieht sie aus, die Zukunft des Lernens?
Beginn der Veranstaltung: Freitag, 5. Dezember 2014, 10:30 Uhr (Anreise möglich ab 09:30 Uhr), Zeitplan (Stand 10.11.2014)
Ort: Audimax der Fachhochschule Brandenburg, Anfahrt: das Audimax finden Sie im Campusplan. Parkplätze sind ausreichend vorhanden. Wo ist unser Teamtisch?
Im Audimax der FHB werden am Freitag, 05. Dezember, um 10:30 Uhr 16 Teams mit ihren selbstgebauten Robotern erwartet. Die beiden besten Teams des Tages werden gegen 17:30 feststehen und qualifizieren sich zum Semifinale, welches voraussichtlich am 7.2.2015 in Schkopau stattfindet.
Es wurden 6 Pokale vergeben:
Der Pokal „FLL Champion“, den das Team erhält, welches in allen Bewertungskategorien die meisten Punkte sammeln konnte, geht an das Team "CaroAces" aus Neustrelitz, das damit am 7. Februar 2015 in Schkopau zum FLL-Semi-Finale fährt. Auf dem Platz 2., und damit ebenfalls zum nächsten Wettbewerb qualifiziert, ist das Team "Goethes Geister" aus Berlin. Dritter in der Gesamtwertung wurden die "MendelBots".
Punkte: JuryWertung, RobotGame
Fotos (Sylvia Fröhlich, Ronald Zimmermann)
Sie finden die LEGO League in Brandenburg eine tolle Idee und möchten bspw. mit Ihrem Firmenlogo/Aufsteller am Wettbewerbstag präsent sein:
Wir bedanken uns für die Unterstützung bei der Ausrichtung des Regionalwettbewerbes 2014 in Brandenburg bei:
Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer Applikation zur Missionskontrolle und –visualisierung zur Nutzung im Lehrprojekt „Masdar City“ im Bachelorstudiengang Informatik. Hierzu sind die Anforderungen zu analysieren, bspw. welche Phasen die Kommunikation umfasst, ein gegen Übertragungsfehler und -verluste abgesichertes Protokoll sowie eine Client-Server-Architektur zu konzipieren und umzusetzen. Der Funktionsnachweis soll mit einem Kommunikations-Simulator erbracht werden, der als Textdatei vordefinierte Testfälle abspielt.
Kolloqium: 13.06.2014
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Jochen Heinsohn, Dipl.-Inform. Ingo Boersch
Download: A1-Poster
Vom 15. bis 17. Mai trafen sich Professoren, Mitarbeiter und Studenten
norddeutscher Fachhochschulen zum zwanglosen Austauch über Forschung und
Lehre beim Norddeutschen Kolloquium für Informatik an Fachhochschulen
(NKIF) an der Hochschule Bremerhaven. Für die FH Brandenburg stellte
Maximillian Strehse (Masterstudent 3. Semester Informatik) seine
Ergebnisse aus dem Teilprojekt Robocloud im Masterprojekt "KI /
Autonomes Segelboot" in Bremerhaven vor.
Robocloud: prototypische Implementierung einer netzbasierten Robotikanwendung
Ein programmierter, autonomer Roboter als Abschlussaufgabe im Labor für Künstliche Intelligenz - ein Film von Jenny Ludwig.
Die praktische Ausbildung in der Vorlesung "Autonome Mobile Systeme" erfolgt an mobilen Robotern des Typs Pioneer 2 und 3 mit Odometrie, Sonar, Laserscannern, Kompass, Lichtschranken, Greifer und PTZ-Kamera. In der abschließenden Gruppenarbeit (2 Studierende) sind Anwendungsszenarien wie beispielsweise Navigation, Auffinden und Transport eines farblich gekennzeichneten Gegenstands, Dogbot, Catbot mit Hilfe eines mobilen Roboters zu lösen.
Die Vorlesung "Autonome Mobile Systeme" vermittelt Grundlagen aktueller Anwendungen von Servicerobotern, mit Schwerpunkt auf den Methoden der Informatik. Behandelt werden Einsatzmöglichkeiten und Komponenten autonomer mobiler Systeme, Aktoren und Sensoren, Steuerarchitekturen, Bildaufnahme und -verarbeitung durch mobile Systeme, Methoden und Geräte zur Navigation, Handlungs- und Wegplanung, Algorithmen zur Merkmalsbestimmung, Objekterkennung und -verfolgung, Integration von KI- und BV-Algorithmen.
Ziel ist die Fähigkeit, Verfahren und Algorithmen aus den betroffenen Bereichen Bild- und Signalverarbeitung, Mechatronik, Elektronik und Künstliche Intelligenz integriert anzuwenden, zu konstruieren und zu implementieren sowie deren Leistungsfähigkeit abzuschätzen und zu beurteilen.
Ziel der Arbeit ist die Untersuchung verschiedener Registrierungsalgorithmen in Bezug auf die Navigation eines mobilen Roboters vom Typ KUKA. Hierzu sind geeignete Testszenarien zu definieren sowie Versuche zu planen. Anhand selbst gewählter Kriterien sind die Algorithmen zu bewerten und ein begründeter Umsetzungsvorschlag abzugeben. Der Roboter kann simuliert werden. Es werden die Auswirkungen von Scan-Matching-Techniken auf die lokale Navigation eines KUKA omniRob untersucht. Eine Verbesserung der Navigation soll vor allem vor und in vom Roboter befahrenen engen Bereichen angestrebt werden. Bisher korrigierte der Roboter seine Position aufgrund fehlender Genauigkeit sehr häufig vor engen Stellen. Weiterhin soll eine Änderung an der Navigationskomponente in Situationen nach angewandtem Scan-Matching für eine optimierte Fahrt sorgen. Da der reale omniRob noch nicht mit allen Implementierungen verfügbar ist, wird durchgehend in einer Simulation gearbeitet.
Kolloqium: 18.10.2013
Betreuer: Dipl.-Inform. Ingo Boersch, Prof. Dr.-Ing. Jochen Heinsohn • Fachhochschule Brandenburg • Dipl.-Math. Christian Rink M. Sc., Dipl.-Math. techn. Daniel Seth • Institut für Robotik und Mechatronik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt
Download: A1-Poster, Abschlussarbeit
Die LV Autonome Mobile Systeme behandelt Verfahren, Architekturen und Komponenten von Servicerobotern am Beispiel der Pioneer-Roboter mit Laserscannern und Kamera mit dem Anwendungsszenario Autonomes Fahren. Als Ergänzung um das Anwendungsfeld humanoide Roboter stellt uns Andréa Mestre von Aldebaran Robotics am 11.10.2013 die NAO-Roboter vor.
19 Schüler und Schülerinnen des von-Saldern-Gymnasiums haben erfolgreich
an den Projekttagen „C und LEGO“ im Bereich „Intelligente Systeme“ des
Fachbereiches Informatik und Medien vom 09.09.2013 bis 12.09.2013
teilgenommen. Das
beste Team erreichte 95 Punkte. Welche Aufgaben
gelöst werden, entscheiden die Schüler selbst.
Inhalt:
Dauer: 15 h
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Erweiterung der Steuerung eines Quadrokopters vom Typ MikroKopter2. Mit Hilfe einer am MikroKopter montierten Kamera soll es ermöglicht werden Objekte autonom zu finden und eine Position über diesen einzunehmen. Zuvor soll eine GPS-gestützte Grobpositionierung des MikroKopters in der Nähe des gesuchten Objektes erfolgen.
Die Aufgabenstellung gliedert sich in zwei Teile. Im ersten Teil soll
zunächst eine Analyse der bestehenden Zielplattform erfolgen. Es soll
herausgearbeitet werden, aus welchen Komponenten der MikroKopter besteht
und wie diese zusammenarbeiten. Besondere Aufmerksamkeit soll der
Hierarchie der verschiedenen Steuerquellen, wie z. B. Fernsteuerung, GPS
und der Kontrolle über die Datenschnittstelle, gewidmet werden. Der
zweite Teil umfasst die Konzeption und praktische Umsetzung der
erweiterten Steuerung. Dies beinhaltet die GPS-gestützte
Grobpositionierung des MikroKopters sowie die Objektfindung und
Verfolgung mit bildverarbeitenden Verfahren.
Kolloquium: 25.03.2013
Betreuer: Prof. Dr. sc. techn. Harald Loose, Dipl.-Inform. Ingo Boersch
Download: A1-Poster, Diplomarbeit
PRT
- Personal Rapid Transit
Ein PRT-System ist eine Flotte kleiner Fahrzeuge, die jeweils eine oder
wenige Personen ohne Zwischenhalt zu individuellen Zielen
transportieren. Das derzeit größte geplante PRT-Netz mit 30.000
3000 Fahrzeugen entsteht in Masdar City, einer am Reißbrett entworfenen
Stadt in der Wüste der Vereinigten Arabischen Emirate. In Masdar City
sollen 50.000 Menschen CO2- und energieneutral leben und arbeiten.
Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren wird es dort nicht geben. Eine erste
Testinstallation eines PRT-Netzes der Firma 2getthere (Niederlande) mit
10 Fahrzeugen, zwei Personen- und drei Frachtstationen ist seit August
2011 in Masdar City in Betrieb.
Probleme im PRT-Netz entstehen bei Überlastung (globaler Stau) oder durch liegenbleibende Fahrzeuge. Der damit verbundene Verlust befahrbarer Strecken erfordert ein Neuplanen von Fahrtrouten. Und hier kommen Sie ins Spiel.
Aufgabe
Ihr Roboter erhält den Auftrag, eine oder mehrere Personen abzuholen und zum Ziel zu bringen. Das Streckennetz ist ein einfaches Gitter, in dem es allerdings zu Störungen und damit unbefahrbaren Kreuzungen kommen kann. Die gute Nachricht ist, das Sie über globales Wissen verfügen und die aktuelle Karte der befahrbaren Wege dem Roboter kurz vor dem Start zur Verfügung gestellt wird.
Es ist eine der schwierigsten Aufgaben der letzten Jahre in diesem Projekt, da zusätzlich zur Roboterkonstruktion und -programmierung auch die Breitensuche eines optimalen Pfades zwar nach Lehrbuch aber mit vielen Detailproblemen zu lösen ist. Diesmal existiert keine Minimallösung (eingängig, wiederholbar, einfach zu bauen [BHL98]) - entweder ALLE Komponenten erfüllen ihre Aufgabe oder das System scheitert. Der Umfang der zu lösenden Teilprobleme erfordert eine klare Arbeitsteilung im Projekt, 10 Studenten in vier Teams nahmen teil.
Folgende Roboter traten an, verlinkt sind die Projektberichte:
Am Mittwoch, den 17.10.2012, konnte die Projektgruppe 'Autonomes
Segelboot' des Master-Studienganges Informatik dank mildem Wetter einen
letzten Wassertermin im laufenden Jahr durchführen. Die Gelegenheit
wurde dankbar angenommen, um die Neuzugänge des 1. Semesters in die
Praxis des Projektes einzuführen.
Das Segelboot führte ein Reihe von Testläufen durch, während derer die neuen Projektmitglieder selbst Steuerung und Planung übernehmen konnten. Es wurde klar, dass das Projekt noch viele Aufgaben bereithält.
Ziel der Arbeit ist es, ein Bewegungsmodell zu entwickeln, welches die Bewegungen eines Segelbootes im Wasser abbildet, und dieses zu simulieren. Augenmerk bei der Modellierung liegt auf der Darstellung physikalischer Zusammenhänge, die am Segelboot zum Tragen kommen. Sowohl Bereiche der Mechanik als auch der Strömungsdynamik müssen in Betracht gezogen werden.
Neben dem Modell soll ein Simulationsprogramm entstehen, mit dessen Hillfe Anwendungsfälle am Computer getestet werden können.
Kolloquium: 24.08.2012
Betreuer: Dipl.-Inform. Ingo Boersch, Prof. Dr. Jochen Heinsohn
Download: A1-Poster
“The objective of the navigation contest is to evaluate a
boat’s ability to accurately navigate a short upwind‐downwind course,
all without manual between two red marks sailing windward to a mark in
approximately 20‐60 m distance. After rounding the mark on port, the
boat shall sail between the red marks again.”
[Sailing
instructions, World Robotic Sailing Championship / International Robotic
Sailing Conference 2011, Universität zu Lübeck, online]
Ziel ist die Konzeption und Umsetzung einer zuverlässigen Patroullienmission eines autonomen Pioneer-Roboters. Die Definition und Kontrolle der Mission soll über ein geeignetes Userinterface erfolgen sowie der Verlauf visualisiert werden. Perspektivisch soll die Lösung nicht ans Informatikgebäude gebunden, sondern über eine definierte Schrittfolge bspw. auch im Audimax einsetzbar sein.
Die besondere Schwierigkeit besteht in der Anforderung einer hohen Zuverlässigkeit bei der Missionsausführung und der Gewährleistung der Personensicherheit im Aktionsbereich des Systems. Die geforderten Eigenschaften sind beim Entwurf zu berücksichtigen und geeignet nachzuweisen. Vorhandene Frameworks zur Pfadplanung, Fahrtausführung und Lokalisierung wie ARNL, ARIA und Mapper3 sollen verwendet werden.
Kolloquium: 19.06.2012
Betreuer: Dipl.-Inform. Ingo Boersch, Prof. Dr. Jochen Heinsohn
Download: A1-Poster
Ende April scheint der Segelroboter mit der neuen Architektur bereit für die erste Mission: autonome Fahrt zu einem Zielpunkt - ohne Segel mit Motor. Ideale Bedingungen bot hierzu das Gelände des Märkischen Seglervereins Brandenburg nahe der Regattastrecke, bspw. ein Ruderboot und Steg. Wetterbedingungen: leicht bewölkt, trocken, 16°C, Windstärke 0-1.
Folgendes sollte getestet werden:
1. Handlebarkeit:
2. Generelle Anforderungen:
3. Funktionalität Fernsteuerung:
4. Funktionalität WLAN:
5. Programm manueller Modus (Fernbedienung + VNC):
6. Programm autonomer Modus:
7. Missionen
8. Laufzeiten der Akkus protokollieren: Boot, Bootsrechner, Ufer-PC
Beim Meilenstein ergab sich eine lange Liste von neuen Aufgaben und insbesondere war der Motor durch den BootsPC nicht mit einer ausreichenden Geschwindigkeit ansteuerbar, so dass der Missionskern des Meilensteins nicht voll erreicht wurde. In zwei Wochen auf ein Neues.
Kvaerner Verfahren 2.0 - KI-Projekt im WS 11/12 |
Die Fachhochschule Brandenburg bietet in Kooperation mit LPE Technische Medien GmbH am 6. September 2011 einen Workshop für Lehrer und Coaches an. Als Teilnehmer erhalten Sie eine Einführung in das LEGO Mindstorms NXT-System und den Roboterwettbewerb FIRST LEGO League.
Anhand praktischer Übungen aus FIRST LEGO League-Wettbewerben der vergangenen Jahre können Sie Erfahrung in der Programmierung und Konstruktion von Lego Mindstorms NXT-Robotern sammeln und sich in Kleingruppenarbeit über Lösungsansätze untereinander austauschen. Detaillierte Informationen zur Wettbewerbsphilosophie und -organisation bzw. zur Teilnahme an der FIRST LEGO League leiten eine Diskussionsrunde ein, in der Best Practice Ansätze besprochen und diskutiert werden.
Die Veranstaltung richtet sich an Lehrerinnen und Lehrer / AG-Leiter aller Schularten, die entweder schon mal als Coach bei der FIRST LEGO League dabei waren oder mit dem Gedanken spielen in der Wettbewerbssaison 2011 erstmals mit einem Schülerteam vertreten zu sein.
Eigene Laptops und NXT-Roboter können mitgebracht werden, aber es stehen auch genügend zur Verfügung.
Zur Teilnahme melden Sie sich bitte mit folgenden Informationen bis zum 2. September 2011 formlos bei Ingo Boersch (boersch(at)fh-brandenburg.de) an:
Dauer: 14:00 - 17:00 Uhr, Ort: FH Brandenburg, Informatikzentrum
13:45 – 14:00 | Ankunft und Registrierung (mit Kaffee) |
14:00 – 14:15 | Begrüßung und kurze, Produkt-orientierte Einführung in LEGO Mindstorms NXT, ggf. fokusiert auf Neuigkeiten, falls alle Teilnehmer das NXT-System schon kennen |
14:15 – 14:30 | Einführung in die First Lego League und Besprechung einzelner Aufgaben aus vergangenen Jahren |
14:30 – 15:30 | Bauen und Programmieren in 2-3er Gruppen zur Lösung einzelner Aufgaben und zum Austausch von Bau- und Programmier-Tipps |
15:30 – 15:45 | Pause |
15:45 - 16:15 | Vorstellung einzelner Lösungen aus der Gruppenarbeit |
16:15 - 17:00 | Kurze Statements und anschließende offene Diskussion zum FLL-Teambuilding und Best-Practice |
An fünf Tagen vom 20. bis 24. Juni 2011 bauten 21 Schülerinnen und Schüler des Leistungskurses Informatik der 11. und 12. Klassen des von-Saldern-Gymnasiums im KI-Labor autonome Roboter. Die Woche endete mit dem Abschlusswettbewerb am Freitag, 24. Juni, 13 Uhr im KI-Labor (Raum 130 im Informatikzentrum).
Thema: Das Kværner-Verfahren
Download: Plakat
Die Roboter basieren auf dem AKSEN-Board und müssen zum Lösen der Aufgabe ein robustes Getriebe, Sensoren zum Erkennen des Startsignals und der Linien und Kreuzungen aufweisen. Problematisch war diesmal die hohe Anzahl gering untersetzter Getriebe und die damit verbundenen Probleme mit nicht vollständig geladenen Akkus und schwer zu kontrollierenden Regelschleifen. Auch war der Platz (und die Luft) etwas knapp, dank der neuen Klimanalage, die bald in Betrieb geht. Folgende Roboter traten an:
Natürlich ging am Wettbewerbstag Einiges schief, Roboter gaben vorm Wettbewerb ihren Geist und die Konstrukteure die Hoffnung auf. Im Einzelwettbewerb löste sich die Spannung, als die Teams gegenseitig ihre Systeme präsentierten, und dabei feststellten, dass von sieben Systemen nur drei den Wegpunkt A erreichen. Im Konkurrenzkampf setzen sich Kirbey und Das Fahrrad durch, wobei Kirbey zweimal sicher die volle Punktzahl erreicht. Das Finale gewinnt Kirbey.
Ergebnisse: Punkte (pdf) und Fotos von R. Zimmermann
Ziel der Arbeit ist der Entwurf eines autonomen Segelbootes und die Erstellung eines ersten Reaktionsprotypen. Die besondere Schwierigkeit des Themas liegt in der Vielzahl zu treffender missionskritischer Einzelentscheidungen, die ein Verständnis des Gesamtsystems als autonomer Roboter voraussetzt.
Eine Anforderungsanalyse soll zeigen, welche Komponenten für ein autonomes Agieren eines Segelboots notwendig sind und wie sie in das Gesamtsystem eingegliedert werden. Dabei ist eine sorgfältige Auswahl der Komponenten zu treffen, wobei besonderes Augenmerk auf Kriterien wie zum Beispiel Platzbedarf, Gewicht oder Stromverbrauch gelegt wird, da in diesen Bereichen Beschränkungen mit der Verwendung eines Segelboots einher gehen. Nachfolgend muss jede Komponente einzeln auf ihre Funktionalität getestet werden. Bei den der Sensorik oder Aktorik angehörenden Bauteilen muss sichergestellt sein, dass über eine Schnittstelle auf die zur Verfügung gestellten Messwerte zugegriffen bzw. Steuerbefehle an sie übergeben werden können. Anschließend sollen alle Komponenten in geeigneter Form miteinander verbunden und im Segelboot untergebracht werden, wobei auf Wechselwirkungen zu achten ist, welche die Komponenten in ihrer Funktion einschränken könnten.
Wichtig ist außerdem die Realisierung einer hardwarebasierten Fallback-Möglichkeit, sodass im Notfall eingegriffen werden kann und von autonomer zu manueller Steuerung gewechselt werden kann. Schließlich soll es ein zentral im Hauptcontroller ausgeführtes Programm ermöglichen, alle von den Sensoren gelieferten Messwerte abzufragen und auszugeben, Steuerbefehle an die Aktoren zu senden und auf eventuelle Eingaben eines Benutzers zu reagieren.
Kolloquium: 11.03.2011
Betreuer: Prof. Dr. Jochen Heinsohn, Dipl.-Inform. Ingo Boersch
Download: A1-Poster, Diplomarbeit
Am ersten März haben wir einen ersten Stapellauf des autonomen Segelboots unternommen. Die Suche nach einer geeigneten Uferstelle war schwierig, da die Wasserflächen ohne Strömung noch ein vereistes Ufer aufwiesen. Wir fanden am Jungfernsteig in Brandenburg einen Ort mit geringer Strömung, einem gut zugänglichen Steg und diversen Auffangmöglichkeiten für ein flüchtendes Boot.
Folgendes sollte getestet werden:
1. Handlebarkeit:
2. Generelle Anforderungen:
3. Funktionalität Fernsteuerung:
4. Funktionalität WLAN:
5. Programm manueller Modus:
6. Programm autonomer Modus:
Packliste:
Wir waren auf alles vorbereitet, sogar eine Befestigungsleine zum Zurückholen war dabei. Transport und Inbetriebnahme erfolgten problemlos, der Fernsteuerungstest an Land war erfolgreich. Das Boot konnte einfach zu Wasser gelassen werden und wurde sofort von Wind (stromab) und Strömung erfasst. Zwei Probleme entstanden: zum Einen funktionierte der Flautenschieber nicht - das Boot war also nur zu segeln, andererseits hing das Boot durch Wind und Strom fest in der Leine. Mit der Leine holten wir das Boot wieder ein. Der Nachweis der Steuerbarkeit bleibt also noch offen.
Fazit: alle Punkte erfolgreich, nur 3.2. noch offen
Tester: R. Müller, J. Heinsohn, I. Boersch
Kvaerner Verfahren - KI-Projekt im WS 10/11 |
Die Punkteliste zeigt den knappen Sieg des Stanglnator. Eine kurze Präsentation (12 Minuten) zu den 4 Robotern senden wir als Grußwort an die HAW Hamburg zum dortigen Roboterwettbewerb:
Fotos vom Wettbewerb (Fotograf Ronald Zimmermann).
Recherche und Poster zum Thema "Autonome Segelboote"
Praktikumsarbeit (Gymnasium) von Sergej Heinz und Benjamin Aschhoff
Download: A1-Poster
Ziel der Arbeit ist eine Applikationsentwicklung für ein verteiltes Sensorsystem.
Hierzu ist Kommunikation zwischen Mikrocontroller und Sensoren über I2C und zum PC über CAN-Bus zu entwerfen und umzusetzen. Weiterhin soll eine Vorverarbeitung der Messwerte im Mikrocontroller (Nullpunktabgleich) sowie auf dem PC zur Positionsberechnung entwickelt werden. Die Funktion des Systems soll durch geeignete Tests nachgewiesen werden.
Kolloquium: 28.09.2010
Betreuer: Dipl.-Inform. Ingo Boersch, Dipl.-Ing. Roland Behrens (Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF)
Download: A1-Poster
An fünf Tagen vom 13. bis zum 17. September 2010 bauten 13 Schüler des Leistungskurses Informatik der 13. Klassen des von-Saldern-Gymnasiums im KI-Labor autonome Roboter. Die Woche endete mit dem Abschlusswettbewerb am Freitag, 17. September, 13 Uhr im KI-Labor (Raum 130 im Informatikzentrum).
Thema: Das Kværner-Verfahren
Download: Plakat
Die Roboter basieren auf dem AKSEN-Board und müssen zum Lösen der Aufgabe ein robustes Getriebe, Sensoren zum Erkennen des Startsignals, der Linien und Kreuzungen aufweisen. Das auch die strukturierte Programmierung eine wesentliche Rolle spielt, war sicher eine Erkenntnis der Woche. Folgende Roboter traten an:
Im Wettbewerb hatte der Favorit Optimus Prime Probleme beim Linienfolgen und konnte die hervorragende Leistung der vorangegangenen Tage nicht stabil wiederholen. Auch Robozicke wollte mit dem Kopf durch die Wand, obwohl sie im Vorfeld schon das Labyrinth gemeistert hat. Predator 13 fuhr besser als erwartet, die Spitze übernahmen in den Vorrunden PaMAMa und Alpha-Bot mit zuverlässigen Fahrten und Kollisionen. Im Finale erreichte Alpha-Bot den Punkt C um wenige Sekunden früher und wurde so von PaMAMa nur wenig getroffen. Alpha-Bot erreichte und blockierte somit Punkt D (Beweisfoto).
Ergebnisse: Punkte (pdf) und Fotos von R. Zimmermann
Entertainment Robots - KI-Projekt im WS 09/10 |
Recherche und Poster zum Thema "Robotik in Pflege und Rehabilitation"
Praktikumsarbeit (Gymnasium) von Aleksej Manaev und Mykhaylo Levental
Download: A1-Poster
Der Leistungskurs Informatik (12. Klasse, 17 Schüler) führte am 25. und
26. Januar 2010 ein zweitägiges Projekt im KI-Labor durch.
Ablauf erster Tag:
Ablauf zweiter Tag:
Beispiel:
Eine Aufgabe ist gelöst und wird abgenommen, wenn:
Ob die Punkte erreicht wurden, ist hier zu sehen.
Ein paar Fotos
KI-Projekt im WS 08/09 - RoboCup-FH 2009 |
Nun die Aufgabe klingt einfach: Gewinnen Sie den Wanderpokal zurück, den die FH Brandenburg vor einigen Jahren für den Fussball-Wettbewerb zwischen den KI-und-Robotikprojekten der FH Hannover, HAW Hamburg und FH Dormund gestiftet hat. Kann das klappen? -
Recherche und Poster zum Thema "Artificial Animal"
Praktikumsarbeit (Gymnasium) von Stefan Schwenck, Markus Zindler und Anne Gropler
Download: A1-Poster
KI-Projekt im WS 07/08 - Hasenjagd 2008 |
Das Projekt
Die Stadtwerke
Brandenburg schützen ihre Liegenschaften durch ein besonderes
Konzept vor Graffiti - regionale Künstlergruppen versehen die Gebäude,
Stromkästen, Trafostationen mit Kunstwerken. Die Initiative und Themen
gehen dabei von den Stadtwerken aus, dennoch bleibt den Künstlern noch
viel Raum zur Verwirklichung eigener Ideen.
Im Projekt mit dem
Fachbereich Informatik und Medien der FHB ging es um die Verbindung von
LEGO-Bausteinen, Technik und Informatik - das trifft so ziemlich genau
das RobotBuildingLab, welches
seit 1996 im Labor für Künstliche Intelligenz des Fachbereichs angeboten
wird. Ein besonders fortgeschrittener Roboter mit einem RCUBE-System
wurde als Motiv gewählt und fotorealisitsch auf einer Trafostation in
der Bauhofstraße "verewigt".
Der Roboter
R2D0 ist ein Roboter, der über eine Kamera seine Ladestation sucht und
sich so autonom mit Energie versorgt. Der Roboter kommt ohne jegliche
Funkverbindung aus. Konstruiert wurde er von den Informatik-Absolventen
Martin Ahlborg und Ronny Menzel.
Die Gestaltung und Ausführung
wurde von der Brandenburger Gruppe um Guido Raddatz vorgenommen,
weitere Arbeiten und Kontakt unter goldenehaende.de
und pikfein.com.
17. Projektwoche Bertolt-Brecht-Gymnasium Brandenburg/Havel |
KI-Projekt im SS 2007 - Hasenjagd |
KI-Projekt im WS 2006/2007 - Fußballroboter auf Reisen |
16. Projektwoche Bertolt-Brecht-Gymnasium Brandenburg/Havel |
KI-Projekt im SS 2006 |
Grasow-Gymnasium mit AKSEN-Roboter beim Robocup in Bremen |
Berufsorientierte Wirtschaftswoche BBG15 |
Roboterfussball in der Buchhandlung |
Recherche und Poster zum Thema "Autonome Staubsauger Produkte 09/2005"
Praktikumsarbeit (Gymnasium) von Maximilian Orlowski und Jan Fedor Rohr
Download: A1-Poster
14. Projektwoche Bertolt-Brecht-Gymnasium Brandenburg/Havel |
KI-Projekt im SS 2005 |
13. Projektwoche Bertolt-Brecht-Gymnasium Brandenburg/Havel |
Recherche und Poster zum Thema "Autonome Staubsauger"
Praktikumsarbeit (Gymnasium) von Fridtjof Enzmann und Mathias Schmidt
Download:A1-Poster
Recherche und Poster zum Thema "Akkumulator-Arten"
Praktikumsarbeit (Gymnasium) von Mathias Menge
Download: A1-Poster
KI-Projekt im SS 2002 - Energieautonome Mobile Roboter |
Phase | Dauer in Wochen |
Einführung, Bau eines autonomen mobilen Systems | 3 |
Konzeption der Docking-Lösung | 3 |
Bestellung und Verteidigung der Konzeption | 2 |
Konstruktion und Programmierung | 4 |
Wettbewerb "Wer lebt am längsten" | 1 |
Datum | Ereignis |
Freitag, 21. Juni 2002: |
9:00 Uhr - Robot Team2 hat mehr als 13 Stunden geladen und scheint seine anvisierte Ladeschlußspannung nicht zu erreichen - Änderung des Quellcodes - Neustart - wäre fast ein Punkt für Team1, aber Robot Team1 starb den Heldentod durch unbemerktes Hängenbleiben an seiner Ladestation; er entlud sich vollständig - damit ein Punkt für Team 2 für das Überleben - damit steht es 0:1:0 für Team 2 |
Samstag, 22. Juni 2002 |
22:30 Uhr - Robot Team 2 dreht sich endlos mit \"Runtime Error 9\" (Rangeoverflow durch Floa-Int-Cast) im Kreis - Reset notwendig, damit ein Punkt für Team 1 - damit steht es 1:1:0 |
Sonntag, 23. Juni 2002 |
Um 21.45 Uhr wurde von Team 1 festgestellt, dass \"Sid\"(Team2) in seinem fortgeschrittenen Alter verstorben ist. Nach Verlust des altersschwachen linken Rades ist er jämmerlich verhungert. Die Wiederbelebungsversuche von Team 1 waren leider Gottes nicht erfolgreich. Team 1 hofft auf Reinkarnation von \"Sid\" als \"Sid-2\". Somit steht der Testlauf bei: 2:1:0 Auf ein faires Match .. Michael Hensel, Mark Rambow, Yann Wacker |
Donnerstag, 27. Juni 2002 |
Wartungspause - 17:00 Uhr Neustart der Systeme |
Mittwoch, 10. Juli 2002 |
Darth Vader verschob seine Dockingstation und hatte kein Chance zum Andocken mehr, damit ein Punkt für Team 2 - damit steht es 2:2:0 |
Freitag, 12. Juli 2002 |
Abschalten der Roboter bis 6.8.2002 wegen Urlaub. |
Dienstag, 6. August 2002 |
Einschalten der Roboter: Beide Roboter haben trotz des ausgeschalteten Boards ihre Akkus komplett entladen - Sid kannte noch sein Programm, DarthVader kannte sich selbst nicht mehr. DarthVader konnte problemlos mit einem neuen Akku und seinen Programm bestückt werden und fuhr sofort los. Bei Sid lässt sich der Akku nicht ohne weiteres wechseln, so dass der Akku 20 min mit 600 mA (an)geladen wurde, dann kroch auch Sid zur Dockingstation. |
Freitag, 9. August 2002 |
Darth Vader schein ein Problem mit seinem IR-Abstandssensor zu haben - er verhungerte an der Docking-Station. Ob das Team ihn wieder belebt? Sid (Team 2) erhält einen Punkt - damit steht es 2:3:0 |
Donnerstag, 22. August 2002 |
Eigentlich nichts besonderes - Sid zieht seit 16 Tagen zuverlässig seine Bahnen, nur an den Achsen tritt vermehrt Staub von zermahlenen LEGO-Steinen aus. |
Freitag, 30. August 2002 |
Sid wird abgeschaltet - das Spielfeld wird für die Projektwoche gebraucht. Damit ergibt sich folgender Endstand: Sid gewinnt mit über 30 Tagen Fahrzeit knapp gegen DarthVader, der zum Schluß mit einem defekten IR-Sensor verhungerte. |
Versuchsaufbau eines autonomen Damespieles
Praktikumsarbeit (Gymnasium) und Projektidee von Daniel Schulz und Felix Ahlborg
Download: Poster