Projektpraktikum RoboCup@Home

Vortragende/r (Mitwirkende/r)
Nummer0000003579
ArtÜbung
Umfang4 SWS
SemesterSommersemester 2018
UnterrichtsspracheEnglisch
Stellung in StudienplänenSiehe TUMonline
TermineSiehe TUMonline

Termine

Teilnahmekriterien & Anmeldung

Lernziele

"Nach erfolgreicher Teilnahme sind Studierende dieses Kurses in der Lage: • Verschiedene Algorithmen zur Erkennung, zum Lernen und zur Regelung im Bereich der Servicerobotik zu implementieren. • Diese Algorithmen in Simulationen und in der Anwendung mit echten mobilen Robotern zu testen und zu bewerten. • Nach der Analyse entsprechende Techniken bei herausfordernden Problemstellungen in alltäglichen, realistischen Szenarien anzuwenden, wie z.B. in Wohnungen oder im Supermarkt Neben der Aneignung von Fachkenntnissen lernen Studierende dieses Kurses auch wie man Projekte organisiert und managt. Des Weiteren können Studierende während der Gruppenarbeit ihre Soft-Skills und Kommunikationsfähigkeit trainieren. "

Beschreibung

"Wir möchten ein Studententeam für den größten Wettbewerb in der Servicerobotik, den RoboCup@Home , gründen. Dieser Wettbewerb konzentriert sich auf anspruchsvolle wissenschaftliche Problemstellung wie zum Beispiel das Entwickeln, Implementieren und Testen von Algorithmen in den Bereichen des Erkennens, des Lernens und der Roboterregelung. Das generelle Ziel dieses Kurses ist es, Studierenden die nötigen praktischen Grundlagen an die Hand zu geben, damit sie erfolgreich am jährlichen internationalen Wettbewerb der RoboCup@Home Liga teilnehmen können. Serviceroboter müssen folgende Fähigkeiten aufweisen: Navigation, Kartierung der Umgebung, Erkennung von Menschen und Objekten, Erkennung und Verstehen von Situationen usw.. Daher ist der Kurs ist folgendermaßen unterteilt: - Kick-off meeting: Die Studierenden treffen sich mit einem Betreuer und bilden Kleingruppen unter Berücksichtigung ihrer Vorkenntnisse. Jede Gruppe ernennt einen Gruppenleiter (vorzugsweise ein Master-Student) der fortwährend in Kontakt mit den Kursbetreuern steht. - Hands-on tutorials: Die Studierenden bekommen Einführungskurse, die sie mit den im Kurs verwendeten Methoden, Softwarebausteine und Material vertraut machen. Diese Einführungskurse stellen sicher, dass alle Studierenden auf dem gleichen Basiswissenstand sind und mit der Anwendung der Methoden vertraut sind. - Entwicklungs- und Testphasen: Die Studierenden entwickeln und implementieren Algorithmen,um die vorgegebene Problemstellungen zu lösen. Jede Entwicklungsphasewird von Test- und Validierungs-Zyklen begleitet. - Abschlussprojekt: Es wird ein Szenario aus einen früheren Wettbewerb ausgewählt und mit einen mobilen Roboter realisiert. Abschließend werden die Fähigkeiten des Robotersystems evaluiert und verglichen. Dieser Kurs richtet sich vor allem an Studierende, die motiviert sind, über die Dauer des Jahres Algorithmen für die Testszenarien des RoboCup@Home Wettbewerbs zu entwickeln. Der Kurs soll auf längere Sicht zum Aufbau eines RoboCup@Home Studententeams beitragen, das künftig an offiziellen Wettbewerben teilnimmt."

Inhaltliche Voraussetzungen

"Studierende im Bachelor-Studium müssen die ersten zwei Semester erfolgreich abgeschlossen haben. Es empfiehlt sich theoretisches Basiswissen in der Regelung, in der Bildverarbeitung oder im Maschinellen Lernen. Folgende Kenntnisse werden vorausgesetzt:: - C++ Programmier-Kenntnisse sind zwingend erforderlich - ROS Kenntnisse sind sehr hilfreich und empfehlenswert - Basiskenntnisse in AI (PROLOG) und in Robotik werden sehr empfohlen"

Lehr- und Lernmethoden

"Es werden folgende Lehrmethoden angewandt: - Einführungskurse mit Übungen (umfassen Regelung, Erkennung und Lernen) - Selbstständiges Arbeiten (beinhaltet Laborarbeit mit Simulation und echten Robotern) - Gruppenarbeit: eigene Organisation der gruppe und der entsprechenden Treffen"

Studien-, Prüfungsleistung

"Bewertet wird die Mitarbeit während der Übungen und das abschließende Gruppenprojekt. Jede Übung beinhaltet eine oder mehrere Aufgaben welche die Studierenden selbständig lösen müssen. Nach den Einführungskursen werden die Studierenden in Kleingruppen aufgeteilt. Jede Gruppe implementiert dann Algorithmen zur Lösung verschiedener Probleme im Kontext des RoboCup@Home Wettbewerbs, sodass jede Gruppe eine andere Fähigkeit des mobilen Roboters realisiert. Das Gruppenprojekt wird anhand von einer Präsentation und einer Live-Vorführung des implementierten Algorithmus bewertet. Neben der technischen Implementierung muss jedes Team einen Bericht abgeben. Dieser Bericht soll die Fähigkeit der Studiernenden widerspiegeln, wissenschaftliche und technische Probleme im Bereich der Servicerobotik zu analysieren und darzustellen. Die Bewertung setzt sich so zusammen: A) Abschließendes Gruppenprojekt mit Präsentation und Bericht: 70% B) Übungen und Gruppenarbeit: 30%"

Empfohlene Literatur

"• RoboCup@Home: Analysis and results of evolving competitions for domestic and service robots, Iocchi L., Holz D., Ruiz-del-Solar J. , Sugiura K. and van der Zant T. Artificial Intelligence, Volume 229, December 2015, Pages 258–281, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.artint.2015.08.002 • Artificial Intelligence: A modern approach. Stuart Russell and Peter Norvig. Pearson Ed. • Springer Handbook of Robotics. Bruno Siciliano and Oussama Khatib. 2007. Springer-Verlag New York, Inc., Secaucus, NJ, USA. • Machine Learning. Tom Mitchell. McGrawHill • Robot modeling and control. M.W. Spong, S. Hutchinson, and M. Vidyasagar. John Wiley & Sons, 2006. "

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