In dem Forschungsvorhaben IMPERA werden Strategien zur verteilten Missions- und Aufgabenplanung für extraterrestrische Missionen untersucht. Ein Beispiel dafür ist die Exploration einer unbekannten, lunaren Umgebung durch ein Team von mobilen Robotern. Die Planung bezieht sich auf mobile, verteilte Robotersysteme, die in ihrer Art heterogen sein können und eine Planung auf Missionsebene ermöglichen. Ziel ist die Entwicklung einer standardisierten, modularen Planungsarchitektur in Form einer Software, welche integriert und verteilt auf mehreren Robotersystemen operiert. Die Software-Architektur wird im Rahmen des Projektes mit verschiedenen Planungskomponenten versehen und im Einsatz an realen Robotersystemen verifiziert. Die Untersuchung von verschiedenen Handlungsstrategien und die Umsetzung von Planungsalgorithmen werden iterativ in einer Simulationsumgebung getestet. Die anschließende Verifikation und Implementierung findet im Kontext von extraterrestrischer Exploration unter Verwendung mobiler, heterogener Robotersysteme statt. Als konkrete Anwendungsfälle werden folgende Instanzen von Planungsproblemen betrachtet:
• Dynamische Sensorabdeckung und dynamische Kommunikationsüberdeckung im Kontext einer lunaren Mission
• Planung mit beschränken Ressourcen, wie Energie und Speicherplatz
• Verteilte Exploration mit Hilfe heterogener Systeme
• Inspektion und Wartung von lunarer Infrastruktur
• Transfer zwischen räumlicher und symbolischer Darstellung (semantic perception)
Der Transfer zwischen der spatialen Domäne und der semantischen Domäne ist ein wichtiger Bestandteil um auf einer symbolischen Ebene planen zu können. Roboter nehmen Ihre Umgebung durch Sensorik in der räumlichen Domäne wahr, zum Beispiel durch 3D Laserscanner. Ein Teilaspekt des Projektes ist, wie räumliche Information klassifiziert werden kann, um damit auf der symbolischen Ebene ein Planen zu ermöglichen.
Für die oben genannten Planungsprobleme werden spezifische Planungsmodule entworfen und in die im Rahmen von IMPERA geschaffene Planungsarchitektur integriert. Alle Planungsprobleme sollen im Multi-Roboterkontext gelöst und an realen Robotersystemen verifiziert werden.
Partner
Distributed Systems Group, University of Kassel
