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© Guido Kramann

Entwicklung eines Saugroboters, Lehrveranstaltung am 12.06.2024

(EN google-translate)

Beginn 12:30Uhr

Die Prüfungsleistung setzt sich zusammen aus einem gemeinsamen praktischen Projekt und einer individuellen theoretischen Arbeit.
Bei dem praktische Projekt geht es um die Teilumsetzung eines HIL-Systems (Hardware-In the-Loop) zur Optimierung des Fahrverhaltens eines Saugroboters in Hinblick auf die Schnelle Reinigung eines Areals mit Hindernissen.
Bei der theoretischen Arbeit handelt es sich jeweils um eine vergleichende Studie zu individuellen Themen im Zusammenhang mit Saugrobotern auf der Grundlage von mindestens drei wissenschaftlichen Artikeln.
Die Bewertung der Prüfungsleistung soll auf der mündlichen und praktischen Präsentation beider Prüfungsteile (Projekt und Studie) am Mittwoch den 26.06.2024 ab 12:30Uhr im Mechatroniklabor, Raum D.2.08 basieren.
Individueller Teil: je maximal 30 Minuten, davon 20 Minuten Vortrag und 10 Minuten Diskussion, gemeinsame Präsentation des entwickelten Systems, maximal 60 Minuten.
Ergänzend zur mündlichen Präsentation sind zu beiden Prüfungsteilen jeweils eine schriftliche Zusammenfassung der Ergebnisse als Handout mit einzureichen, die im Zweifelsfall noch zur differenzierteren Ermittlung der Note zu rate gezogen werden kann, aber nicht muss.

Nutzen Sie den gemeinsamen Unterricht Ihr theoretisches Thema im Gespräch zu konturieren und technische Probleme im praktischen Teil zu lösen.

Zum Beleg der Eigenständigkeit, müssen die Endpräsentationen in nachvollziehbarer Weise auf der im Präsenzunterricht sichtbaren Entwicklung aufbauen.

Bei der theoretischen Arbeit soll es sich um eine vergleichende Studie handeln.
Mindestens drei wissenschaftliche Artikel, in denen das gewählte Thema mit behandelt wird sollen zu Rate gezogen werden.
Es soll versucht werden, aus dem Vergleich ein sinnvolles Fazit für Entwicklungsentscheidungen im Bereich Saugroboter gezogen und verteidigt werden.
Abgesehen von idividuellen Entscheidungen und Vorschlägen, könnten Themen der vergleichenden Studien beispielsweise die Folgenden sein (möglichwerweise thematisch etwas eingeschränkter):

Vergleich verwendeter Hardware-Plattformen bei Saugrobotern im Hinblick auf Technologie, Komplexität, Effizienz, Kundenfreundlichkeit, Anwendungsgebieten und Kosten
Vergleich verwendeter Strategien und Optimierungstechniken in der Fahrplanung bei Saugrobotern im Hinblick auf (KI-)Technologie, Komplexität, Effizienz (Rechenaufwand / notwendige Computer-Ressourcen Offline/Online), Kundenfreundlichkeit, Anwendungsgebieten und Kosten
Vergleich der Nachhaltigkeit unterschiedlicher Konzepte in Produktion und Recycling bei Staubsaugrobotern
Chancen und Methoden in der Virtualisierung des Entwicklungsprozesses bezüglich der verschiedenen Teilentwicklungen im Bereich geometrisches Reinigungseffizienz, Design, Verhalten, Mensch-Maschine-Interaktion
Staubsaugroboter und Mensch -- Tatsächlicher und idealisierter Nutzen / Veränderung und Beeinträchtigung des lebensweltlichen Kontextes / Ideal und Wirklichkeit des sorgenfreien Lebens

Quellenangaben erfolgen in der beim wissenschaftlichen Schreiben üblichen Art und Weise.
Neben den nachfolgend aufgeführten bereits bekannten Artikeln im Internet, könnten weitere recherchiert werden, oder allgemeinere Literatur, beispielsweise zu Servicerobotern und/oder Autonomem Fahren hinzu genommen werden (nachfolgend nur Links, keine korrekte Zitierung):

Grundlage soll der esp32AV sein.
Ein anfängliches HIL-Optimierungskonzept der Routenplanung soll in der praktischen Umsetzung sichtbar werden.
Siehe insbesondere Ausführungen zum esp32AV der vorangehenden LV:

Es empfliehlt sich, die angegebenen Teilziele bei Erreichen zu konservieren, zu dokumentieren und (mit Video) aufzuzeichnen.

Fahrzeug stoppt bei Erreichen einer roten Linie.
Position und Orientierung des Fahrzeugs können mittels der PC-USB-Kamera erfasst werden.
Fahrzeug stoppt und ändert die Orientierung bei Erreichen einer roten Linie.
Automatische Fahrt fester Dauer kann per Knopfdruck ausgelöst werden.
Nach jeder Fahrt wird eine vorgegebene Position und Orientierung wieder eingenommen.
Überstrichener Bodenbereich kann mit PC-USB-Kamera erfasst werden.
Mehrere Fahrten fester Dauer werden automatisch ausgelöst und deren Erfolg (Fehlerfunktion!) aufgezeichnet.
Im Sinne eines modifizierten Gradientenverfahrens werden nach jeder automatischen Fahrt Fahrparameter bewertet und neu eingestellt.
Ein Konzept höherer Ordnung (Neuronales Netz? Genetische OIptimierung) wird angedacht und geplant.
Die aufgetretenen Probleme und Lösungen bei den aufeinanderaufbauenden Teillösungen werden diskutiert dokumentiert.