IPA 22/4 – IABG – Lego Mindstorms® – Ev3storm – Wie zuverlässig sind Roboter und KI?

 

Lego Mindstorms® – Ev3storm – Wie zuverlässig sind Roboter und KI?
/ Nachweisführung der Zuverlässigkeit und Sicherheit von Robotik-Anwendungen
Ausgangssituation/Randbedingungen
Ein wichtiger Aspekt für das Thema Digitalisierung ist die Automatisierung von Prozessen und Abläufen. Entscheidungen, besonders in kritischen und ethisch relevanten Situationen sollte dem Menschen überlassen bleiben. Sinnvoll und möglich ist es jedoch bereits jetzt, dass Roboter bei wiederkehrenden, monotonen und muskelintensiven Tätigkeiten das menschliche Personal entlasten. Um Akzeptanz, Interaktion, Zuverlässigkeit und Sicherheit nachzuweisen und zu erhöhen, müssen Methoden entwickelt werden, die Sicherheit und Leistungsfähigkeit von robotischen Systemen (insbesondere mit KI) quantitativ zu bestimmen.

Problemstellung
Die IABG wird sich mit innovativen Dienstleitungen auf die Unterstützung der Hersteller robotischer Systeme vorbereiten. Dies umfasst die Entwicklungsbegleitung (Simulation und Modellbildung), Verifikation und Validation, sowie die Optimierung durch Beobachtung der Produkte im Einsatz. Bei der IABG existieren bereits mehrere autonome Systeme und Roboter, die verwendeten Applikationen sollen auf Robustheit gegen Störungen untersucht werden. Hieraus werden später quantitative Nachweise für die Erreichung der Sicherheitsziele abgeleitet.
Zusammengefasst: „Ermittlung von Möglichkeiten für einen quantitativen Sicherheitsnachweis für robotische Systeme“.

Lösungsansatz / Aufgabenstellung

    Schritt 1: Recherche

  • aktuellen Einsatzfelder von Robotik und KI, z.B. im Rahmen von CV (Computer Vision)
  • Identifikation von Schwachstellen, Erkennen von Problemen und Dokumentation von Unfällen mit Robotern
  • Aktuelle Möglichkeiten der qualitativen Beurteilung der Leistung und Fehlertoleranz
  • Überlegungen bezüglich der Fehlermodes (FM) und deren Auswirkungen (FE) (~FMEA)
    Schritt 2: Absicherung einer Roboter-Applikation

  • Auswahl/Programmierung von geeigneten CV Funktionalitäten für einen der zur Verfügung stehenden Roboter (e.g. LineTracking für den Ev3rStorm)
  • Festlegung eines Testaufbaus
  • Ausführung der Funktionalitäten im ungestörten Fall
  • Störung der Funktionalitäten durch z.B. Rauch, Lichteinfall und Kontrast
  • Erfassung der Ergebnisse mit und ohne Störung
    Schritt 3:

  • Darstellung der Ergebnisse und Diskussion
  • Mitwirkung bei der Ermittlung von Möglichkeiten zur Quantifizierung von FM oder FE

Besondere Anforderungen

  • Programmierkenntnisse (z.B. Ev3 Lab)
  • Ideale Teamgröße: 2-3 Studierende, bei 3 Studenten wird die Aufgabenstellung um Human Factors Aspekte (Ergonomie und Human Safety/Error) erweitert
Industrie-
partner
Anschrift IABG mbH
Innovationszentrum / Center of Competence Safety
Einsteinstrasse 20
85521 Ottobrunn
Betreuung Industrie
Leiterin Center of Competence Safety

Herr Roland Leitner

Studen-tisches Team

Betreuung Technische Hochschule
wissenschaftl.MA – Promovend Robotik & KI
Projektskizze IPA 22/4 – IABG – Lego Mindstorms® – Ev3storm – Wie zuverlässig sind Roboter und KI?

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