Mechatronik kognitiver Robotersysteme / Mechatronics of Cognitive Robots

Einführung in grundlegende Begriffe und Verfahren der Mechatronik von Robotern sowie den aktuellen Forschungsstand

Introduction to fundamental terms and methods of mechatronics of roboters and the current state of research

Im Vorlesungsteil werden die folgenden Themen behandelt:

• Einführung in die Mechatronik von Robotern
• Antriebe und Motoren (pneumatisch, hydraulisch, mechanisch, elektrisch)
• Mikrocontroller und -prozessore
• Sensoren und Aktuatoren
• Architekturen
• Programmierung
• Modellierung und Simulation

Im Praktikumsteil werden folgende Themen behandelt:

• I/O-Programmierung (Taster, LED, Timer, Interrupts, A/D-Umsetzer)
• Kommunikation (serielle Schnittstelle, Bussysteme (I²C, SPI, CAN))

The lecture part includes the following topics:

• Introduction to mechatronic of robots
• Drives and motors (pneumatic, hydraulic, mechanical, electrical)
• Microcontrollers and -processors
• Sensorsen and actuator
• Architectures
• Programming
• Modelling and simulation

The lab focuses on the following topics:

• I/O-programmng (scanner, LED, timer, interrupts, A/D-converter)
• communication (serial interface, bus systems (I²C, SPI, CAN))

Faktenwissen / factual knowledge:

• Kenntnis des Aufbaus und der Funktion wesentlicher mechatronischer Komponenten von Robotern
• Informationsverarbeitung in Robotern

• Knowledge of assembly and operation of the essential mechatronic components of robots
• Information processing in robots

Methodenwissen / methodic competence:

• Mathematische Modellierung
• Analyse und Entwurf mechatronischer Komponenten und Systeme

• Mathematical modelling
• Analysis and conception of mechatronic components and systems

Transferkompetenz / transfer competence:

Übertragung der in vorangegangenen Einzelveranstaltungen vermittelten Kenntnisse (z. B. aus Technische Informatik, Schaltungs- und Regelungstechik) auf das System Roboter

Transferring the knowledge acquired in previous courses (e. g. technical computer science, circuitry and control engineering) to the system of robots

Normativ-bewertende Kompetenz / normative competence:

Erkennen und Bewerten von Funktion und Verhalten komplexer technischer Systeme

Identification and evaluation of function and behavior of complex technical systems

Schlüsselqualifikationen / soft skills:

• Die Grundlagen und Konzepte werden zunächst im Rahmen der Vorlesung eingeführt.
• Im Praktikumsteil wird die Ansteuerung einer Kamera eines Flugroboters (oder Ähnliches) realisiert.
• Hierzu werden der Umgang mit Sensoren, Aktuatoren und Mikrocontrollern sowie die notwendigen Programmierkenntnisse vermittelt.

• The fundamentals and concepts will be introduced during the lecture
• During the practical part controlling the camera of a flight robot (or similar tasks) will be realized
• Students will acquire knowledge in handling sensors, actuators, and microcontrollers as well as the necessary programming skills

• Abgeschlossenes Grundstudium (Semester 1-4 der verschiedenen Studiengänge)
• Höhere Mathematik I/II
• Physik
• Grundlagen der Elektrotechnik I/II
• Signal- und Systemtheorie

• Completed basic study period (semester 1-4 of the various study programs)
• Higher Mathematics I/II
• Physics
• Fundamentals of Electrical Engineering I/II
• Signal- and System Theory

Keine / None

Mündliche Prüfung / oral exam

Bereitstellung eines Skripts; Hinweise auf Lehrbücher aus der Lehrbuchsammlung (Auszug):

Allocation of a script; information on textbooks stocked in the textbook collection (excerpt):

• Mertsching, Bärbel: Materialien zur Vorlesung Mechatronik kognitiver Robotersysteme. 2007. (downloadable)
• Isermann, Rolf: Mechatronic Systems - Fundamentals. Springer, 2005
• Bekey, George: From Biological Inspiration to Implementation and Control. MIT Press, 2005
• Bolton, William: Bausteine mechatronischer Systeme. 3. edition. Pearson Studium, 2006
• Cetinkunt, Sabri: Mechatronics. Wiley, 2007
• Craig, John J.: Robotics - Mechanics and Control. 2. edition. Addison Wesley Longman, 1989