Robotics Innovation Center

Das Robotics Innovation Center (RIC) ist ein junger, dynamisch wachsender DFKI-Forschungsbereich mit internationalem Charakter. Derzeit zählt es über 110 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus allen Teilen der Erde, die in der Forschung und Entwicklung tätig sind. Mehr als 75 studentische Hilfskräfte unterstützen die Projektgruppen. Das RIC arbeitet eng mit der ebenfalls von Prof. Dr. Dr. h.c. Frank Kirchner geleiteten Arbeitsgruppe Robotik an der Universität Bremen zusammen.

Das Team schöpft seine Innovationskraft aus interdisziplinärer Zusammenarbeit: Hier treffen Informatiker und Konstrukteure auf Biologen, Mathematiker, Computerlinguisten, Industriedesigner, Elektrotechniker, Physiker und Psychologen, um gemeinsam mobile Robotersysteme zu entwickeln. Ihr Design entspricht neuesten Erkenntnissen der Mechatronik, die Programmierung basiert auf komplexen, massiv-parallelen eingebetteten Systemlösungen.

In öffentlich geförderten Verbund- und Forschungsprojekten oder im Auftrag der Industrie werden intelligente Roboter für die unterschiedlichsten Anwendungsfelder konzipiert. Dazu zählen die Unterwasser-, Weltraum-, SAR- (Search and Rescue) und Sicherheitsrobotik, Logistik, Produktion und Consumer (LPC), Kognitive Robotik, E-Mobility sowie Rehabilitationsrobotik. Der Fokus liegt stets auf einem schnellen Transfer von Forschungsergebnissen in reale Anwendungen.

Das DFKI Robotics Innovation Center setzt sich aktiv für die Vereinbarkeit von Familie und Beruf ein. So gibt es eine hauseigene Kindernotfallbetreuung, in der bei Bedarf ausgebildete Erzieherinnen die Kinder von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ganztägig betreuen.

 

Arbeitsgruppen des Robotics Innovation Centers

Unter dem langfristigen Ziel „Long Term Autonomy“ beschäftigt sich das Robotics Innovation Center (RIC) am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz mit der Frage, wie intelligentes Verhalten von technischen Systemen in komplexen und dynamischen Umgebungen nachhaltig über lange Zeiträume – Monate und Jahre – realisiert werden kann. Diese Vision verfolgt der Forschungsbereich in den vier grundlagenorientierten Gruppen (Advanced AI) "Mechanics & Control", "Robot Learning", "Quantum Computing" und „Human-Centered Interaction“, die durch neue wissenschaftliche Erkenntnisse die Robotik-Forschung entscheidend voranbringen sollen. Die vier anwendungsorientieren Teams (Applied AI) "Maritime Robotik", "Space", „Terrestrial" und „Intelligent Healthcare Systems“ nutzen die gewonnen Erkenntnisse und übertragen sie in konkrete Anwendungsbereiche. Dabei werden sie von den Backbones "Hardware" und "Software" unterstützt, die für die Entwicklung, Bereitstellung und Qualitätssicherung benötigter Hardware- und Softwarekomponenten zuständig sind.

Advanced AI

Mechanics & Control

Das Team „Mechanics & Control“ beschäftigt sich mit den Grundlagen der Mechanik und Bewegungssteuerung. Im Bereich der Mechanik betrachtet es Problemstellungen, welche die Geometrie, Kinematik und Dynamik komplexer Robotersysteme unter Berücksichtigung unterschiedlicher Randbedingungen betreffen. Im Bereich der Bewegungssteuerung steht zum einen die Vorhersage von Bewegungsoutputs im Fokus. Zum anderen werden das Prinzip der optimalen Regelung eingesetzt und relevante Kostenfunktionen abgeleitet, die optimale Lösungen für komplexe Robotersysteme bieten.

Robot Learning

Ziel des Teams „Robot Learning“ ist es, Methoden und Ansätze zu entwickeln, die es Maschinen ermöglichen, aus der Interaktion zwischen Mensch und Maschine oder aus der zwischen Maschinen zu lernen. Dank dieser Ansätze sollen autonome Roboter und synthetische Agenten, die über längere Zeit in einer komplexen Umgebung mit anderen Systemen oder Menschen agieren, fortwährend hinzulernen können. Durch die Interaktion, die dem Lernen zugrunde liegt, können die Roboter nicht nur ihr Verhalten verbessern, sondern sich auch flexibel auf unterschiedliche Anforderungen im Team einstellen.

Quantum Computing

Das Team „Quantum Computing“ erarbeitet (cloudbasierte) Konzepte und Lösungen im Bereich Quantencomputing und Quantenmaschinelles Lernen für KI-Anwendungsfelder und klassische Probleme der Optimierung. Das Team legt dabei den Fokus auf Anwendungen in der Robotik.

Human-Centered Interaction

Das Team "Human-Centered Interaction" beschäftigt sich mit der Interaktion zwischen Menschen und Robotern. Der Fokus liegt dabei auf der Beobachtung, Analyse und Modellierung der für die Interaktion wichtigen Verhalten des Menschen, um ein besseres Verständnis darüber zu schaffen, wie Menschen mit anderen Menschen, Maschinen und ihrer Umgebung interagieren. Mit diesen Erkenntnissen soll die Interaktion zwischen Menschen und Robotern agiler, natürlicher und sicherer gestaltet sowie eine weitestgehend autonome und selbstadaptive Interaktion in multirobotischen Konstellationen ermöglicht werden.

Applied AI

Maritime Robotics

Das anwendungsorientierte Team „Maritime“ befasst sich mit der Forschung und Entwicklung komplexer Robotersysteme, die sowohl unter und auf dem Wasser als auch in der Luft autonom und intelligent agieren. Im Verbund mit einem weltweiten Netzwerk aus Partnern der Industrie und Wissenschaft werden Lösungen in einer durchgehenden Entwicklungskette in umfangreichen Testanlagen evaluiert. Regelmäßige Ausfahrten im Atlantik sowie in der Nord- und Ostsee unter Realbedingungen garantieren eine anwendungsbezogene Leistungsbewertung.

Space Robotics

Das anwendungsorientierte Team „Space“ konzentriert sich auf das Systemdesign und die Entwicklung KI-basierter Steuerungsmethoden für Weltraumroboter unter Berücksichtigung der Missionsanforderungen sowie auf unterschiedliche Operationskonzepte für die Bedienung der Systeme von der Erde aus. Die Anwendungsfälle reichen von On-Orbit-Servicing bis zur Oberflächenexploration. Auch der Transfer der technologischen Entwicklungen in irdische Anwendungen steht im Fokus.

Terrestrial Robotics

Intelligente Roboter werden zukünftig eine Schlüsselposition in der industriellen Fertigung und landwirtschaftlichen Produktion einnehmen. Relevante robotische Fähigkeiten sind dabei die Mobilität in Produktionsanlagen und schwierigem Gelände sowie Manipulationsfähigkeiten um Materialien, Werkzeuge und Feldfrüchte zu greifen, manipulieren und transportieren zu können. Querschnittsthema des Teams „Terrestrial Robotics“ ist daher die „Mobile Manipulation“.

Intelligent Healthcare Systems

Um den steigenden Anforderungen im Gesundheitswesen zu begegnen, werden Robotik und Künstliche Intelligenz im Bereich Gesundheit und Pflege zukünftig eine immer stärkere Rolle spielen. Im Fokus des Teams „Health Care“ stehen Systeme, die sich automatisch an die dynamischen Anforderungen in der Rehabilitation und Therapie anpassen und z.B. aus multimodalen Daten lernen, um die Unterstützung der Betroffenen in den verschiedenen Anwendungsbereichen zu optimieren.

Backbone

Hardware Backbone

Das Team „Hardware Backbone“ entwickelt gemeinsam mit den anwendungsorientierten Teams (Applied AI) die Hardware der robotischen Systeme und bündelt gleichzeitig die Erkenntnisse aus den verschiedenen Anwendungsfeldern. Fachlich gliedert sich das Team in die Bereiche mechanische Konstruktion und Elektronikentwurf.

Software Backbone

Ziel des Teams „Software Backbone“ ist die Vereinheitlichung der Softwareentwicklung, um die Bearbeitung von Forschungsfragen trotz hoher Integrationsanforderungen zu erleichtern. Das Team stellt sich dabei den Herausforderungen dieser wachsenden Komplexität und verstetigt die Entwicklung von Softwarekomponenten, die im Rahmen von Forschungsaktivitäten entstehen.

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Fax: +49 421 1784 5415 0


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