Dynamische Systeme zur Steuerung anthropomorpher Roboterarme in autonomen Robotersystemen

Das Übergeordnete Forschungsgebiet, in das sich die vorliegende Arbeit einbettet, befasst sich mit der Erforschung von informationsverabeitenden Prozessen im Gehirn und der Anwendung der resultierenden Erkenntnisse auf technische Systeme. In Analogie zu biologischen Systemen, deren Beschaffenheit aus den Anforderungen der Umwelt an ihr Verhalten resultiert, leitet sich die Anthropomorphie als Entwurfsprinzip für die Struktur des mit den Menschen interagierenden robotischen Assistenzsystemen ab. Der Autor behandelt in der vorliegende Arbeit das Problem der Erzeugung von Motorverhalten im dreidimensionalen Raum am Beispiel eines anthropomorphen Roboterarmes in einem anthropomorphen robotischen Assistenzsystem. Entwickelt wurde hierbei ein allgemeiner Ansatz, der die Konzepte der Erzeugung von Motorverhalten im 3D-Raum, der Voraussimulation dynamischer Systeme zur Systemdiagnose und zur Suche gewünschter Systemzustände, sowie ein Konzept der Organisation von Verhalten enthält und vereinigt. Nichtlineare dynamische Systeme bilden das mathematische Fundament, die einheitlich, formale Sprache des Ansatzes, mit der sowohl das Motorverhalten des Roboters als auch dessen zeitkontinuierliche Teilsysteme rückgekoppelt werden.