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Modulhandbuch ab 2016

Modul CS2500-KP05

Robotik (Robotik5)

Dauer:


1 Semester
Angebotsturnus:


Jedes Wintersemester
Leistungspunkte:


5
Studiengang, Fachgebiet und Fachsemester:
  • Bachelor Mathematik in Medizin und Lebenswissenschaften 2016 (Wahlpflicht), Informatik, 5. oder 6. Fachsemester
Lehrveranstaltungen:
  • CS2500-Ü: Robotik (Übung, 2 SWS)
  • CS2500-V: Robotik (Vorlesung, 2 SWS)
Workload:
  • 60 Stunden Präsenzstudium
  • 75 Stunden Selbststudium
  • 15 Stunden Eigenständige Projektarbeit
Lehrinhalte:
  • Beschreibung von seriellen Robotersystemen: Dies umfasst die grundsätzlichen Bestandteile von Robotern wie verschiedene Gelenktypen, Sensoren und Aktoren. Beispielhaft werden die unterschiedlichen kinematischen Typen vorgestellt. Die für die Beschreibung von Robotern notwendigen mathematischen Hintergründe werden eingeführt. Für typische 6-Gelenk-Industrieroboter wird die Vorwärts- und Rückwärtsrechnung vorgestellt.
  • Parallele Robotersysteme: In diesem Teil der Vorlesung werden die Erkenntnisse und mathematischen Modelle aus Teil 1 übertragen auf Robotersysteme mit paralleler Kinematik.
  • Bewegung: Die Bewegung von Robotern entlang von Trajektorien/geometrischen Bahnen wird analysiert. Methoden zur Bahnplanung, zur Bestimmung des Konfigurationsraums und zur Dynamikplanung werden beschrieben.
  • Steuerung von Robotern: Technische Verfahren der Regelungstechnik sowie Beispiele von Programmiertechniken in der Robotik werden vorgestellt. Ein typisches Anwendungsszenario in der Robotik, die Sensor- und Systemkalibrierung, wird näher beleuchtet.
Qualifikationsziele/Kompetenzen:
  • Die Studierenden erlangen die Fähigkeit, anwendungsnahe Übungsaufgaben aus der Robotik mit mathematischem Hintergrund eigenständig und termingerecht in der Gruppe zu lösen.
  • Sie haben ein grundsätzliches Verständnis für die kinematischen Eigenschaften von seriellen und einfachen parallelen Robotern (beinhaltet Wissen über Transformationen, Euler-/Tait-Bryan-Winkel, Quaternionen, etc.).
  • Die Studierenden haben erste Erfahrungen mit der Programmierung einfacher Robotik-Anwendungen gemacht.
  • Sie verstehen die Komplexität und Notwendigkeit von unterschiedlichen Bahn- und Dynamikplanungsverfahren.
  • Sie haben einen Einblick in einfache Methoden zur Signalverarbeitung insbesondere System- und Sensorkalibrierung erhalten.
Vergabe von Leistungspunkten und Benotung durch:
  • Portfolio-Prüfung
Voraussetzung für:
Setzt voraus:
Modulverantwortlicher:
  • Prof. Dr. rer. nat. Floris Ernst
Lehrende:
Literatur:
  • A. Schweikard, F. Ernst: Medical Robotics - Springer Verlag, 2015
  • M. Spong et al.: Robot Modeling and Control - Wiley & Sons, 2005
  • H.-J. Siegert, S. Bocionek:: Robotik: Programmierung intelligenter Roboter - Springer Verlag, 1996
  • J.-P. Merlet: Parallel Robots - Springer Verlag, 2006
  • M. Haun: Handbuch Robotik - Springer Verlag, 2007
  • S. Niku: Introduction to Robotics: Analysis, Control, Applications - Wiley & Sons, 2010
Sprache:
  • Wird nur auf Deutsch 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):
- Erfolgreiche Bearbeitung von Übungen, Online-Tests und Hausarbeit gemäß Vorgabe am Semesteranfang

Modulprüfung(en):
- CS2500-L1: Robotik, Portfolioprüfung, 100% der Modulnote

Hinweis: Die Portfolioprüfung setzt sich zusammen aus: 70 Punkten in Form einer schriftlichen Prüfung am Semesterende, 15 Punkten in Form von semesterbegleitenden Programmieraufgaben (Gruppen- und Einzelleistung), 15 Punkten in Form von semesterbegleitenden Zwischentests (Einzelleistung)

Letzte Änderung:
3.9.2024