Modul RO5800-KP12

Advanced Topics in Robotics (ATRS)

Dauer:

2 Semester

Angebotsturnus:

Jährlich, kann sowohl im SoSe als auch im WiSe begonnen werden

Leistungspunkte:

Studiengang, Fachgebiet und Fachsemester:

Master Robotics and Autonomous Systems 2019 (Vertiefung), Vertiefung, 1. oder 2. Fachsemester

Lehrveranstaltungen:

RO5802-S: Machine Learning in Medicine (Seminar, 2 SWS)
RO5800-Ü: Advanced Topics in Robotics (Übung, 1 SWS)
RO5803-Ü: Rescue Robotics (Übung, 2 SWS)
RO5803-V: Rescue Robotics (Vorlesung, 2 SWS)
RO5800-V: Advanced Topics in Robotics (Vorlesung, 2 SWS)

Workload:

90 Stunden Bearbeitung eines individuellen Themas inkl. Vortrag und schriftl. Ausarbeitung oder Gruppenarbeit
95 Stunden Selbststudium
135 Stunden Präsenzstudium
40 Stunden Prüfungsvorbereitung

Lehrinhalte:

Lerninhalte der Veranstaltung Advanced Topics in Robotics:
Bahnplanung für Roboter
Augmentierte Realität
Design von Robotersystemen
Intrakorporale Robotik
Dynamik und Regelung für Roboter
Lerninhalte der Veranstaltung Rescue Robotics:
Besondere Anforderungen bei Katastropheneinsätzen und Auswirkungen auf Roboter
Informationsinfrastruktur für Rettungssysteme
Informationsaustausch zwischen Rettungsrobotern
Befehls- und Kontrollsysteme für Such- und Rettungsroboter
Taktische Kommunikation für kooperative SAR-Robotermissionen und Interoperabilität in einem heterogenen Team.
Gestaltungsrichtlinien für menschliche Schnittstellen für Rettungsroboter
Opfer- und Lebenszeichendetektion in Rettungsszenarien
Vor-Ort Medizin und Bestimmung von Vitalzeichen
Evaluation und Benchmarks von SAR-Robotern
Lerninhalte des Seminars Machine Learning in Medicine:
Einarbeitung in ein wissenschaftliches Themengebiet
Bearbeitung einer wissenschaftlichen Problemstellung und ihrer Lösungsverfahren
Präsentation und Diskussion der Thematik auf Englisch
Mögliche Themen: Computer Aided Diagnosis, Gaussian Processes for Sensor Data Analysis, Motion Prediction, Correlation Methods for Motion Estimation, Tissue Thickness Estimation, Sensor Calibration

Qualifikationsziele/Kompetenzen:

Lernziele der Veranstaltung Advanced Topics in Robotics:
Die Studierenden haben ein vertieftes Verständnis der zugrundeliegenden mathematischen Methoden, besonders in der Dynamik, Optimierung, Sensordatenverarbeitung und Analyse von Algorithmen.
Die Studierenden haben einen erweiterten Überblick über Anwendungsfelder der Robotik.
Sie haben die Fähigkeit, selbständig neue Methoden auf der Basis der beschriebenen Methoden zu entwickeln, neue Anwendungen zu konzipieren, und grundlegende Verfahren vollständig zu implementieren.
Lernziele der Veranstaltung Rescue Robotics:
Die Studierenden beherrschen Werkzeuge zur Programmierung und Simulation von mobilen Rettungsrobotern. Sie haben einen guten Überblick in mobiler Robotik, Lokalisation und Pfadplanung in schwierigen Szenarien.
Die Studierenden haben einen Einblick in die Arbeit und Kommandostrukturen von Rettungskräften. Sie kennen die Anforderungen an die Steuerung von Rettungsrobotern und die Kommunikation und Interaktion mit den Einsatzkräften.
Die Studierenden haben einen Einblick in die medizinische Erstversorgung durch Rettungskräfte, sowie technische Lösungen zur Vermisstenortung, Vitalzeichenbestimmung und medizinischen Versorgung vor Ort.
Lernziele der Veranstaltung Seminar Machine Learning in Medicine:
Die Studierenden können ein wissenschaftliches Thema analysieren, beurteilen und entwickeln.
Sie können die Ergebnisse in einer schriftlichen Ausarbeitung und in einem mündlichen Vortrag verständlich darstellen
Sie können eine wissenschaftliche Fragestellung in englischer Sprache präsentieren und diskutieren.
Sie können das Thema in den wissenschaftlichen Kontext einordnen und differenzieren.

Vergabe von Leistungspunkten und Benotung durch:

Klausur, mündliche Prüfung und/oder Präsentation nach Maßgabe des Dozierenden

Prof. Dr.-Ing. Achim Schweikard
Prof. Dr. rer. nat. Floris Ernst

Literatur:

Achim Schweikard, Floris Ernst: Medical Robotics - Springer, 2015, Jocelyne Troccaz (ed.): Medical Robotics, Wiley, 2009
Tadokoro, Satoshi, ed.: Rescue robotics: DDT project on robots and systems for urban search and rescue. - Springer Science & Business Media, 2009. (ISBN: 978-1447157656).
Siciliano, Bruno, and Oussama Khatib, eds.: Springer handbook of robotics. - Springer, 2016. (ISBN: 978-3319325507)

Sprache:

Wird nur auf Englisch angeboten

Bemerkungen:

Zulassungsvoraussetzungen zur Belegung des Moduls:
- Keine (die Kompetenzen der unter Setzt voraus genannten Module werden für dieses Modul benötigt, sind aber keine formale Voraussetzung)

Zulassungsvoraussetzungen zur Teilnahme an Modul-Prüfung(en):
- RO5800: Advanced Topics in Robotics - Keine
- RO5803: Rescue Robotics - Erfolgreiche Bearbeitung von Übungen gemäß Vorgabe am Semesteranfang

Modulprüfung(en):
- RO5800-L1: Advanced Topics in Robotics, Eine mündliche Prüfung über die Inhalte beider Teilmodule, 100% der Modulnote
- RO5802-S: Machine Learning in Medicine, muss bestanden sein

Letzte Änderung:

18.10.2022

Modulhandbuch (ab WS 2019/20)