Planen für autonome Montageroboter

ISBN-13: 9783540505303 / Niemiecki / Miękka / 1988 / 259 str.

Paul Levi

Opis

Das Buch behandelt die Robotik aus der Sicht der Kunstlichen Intelligenz (KI) sowohl fur einen einzelnen Roboter als auch fur Roboterverbande (verteilte KI). Dieser Ansatz ist neuartig, da bislang die Roboterbucher diese Disziplin klassisch beschrieben haben (z.B. Transformation zwischen Gelenkwinkeln). Diese erste systematische Darstellung der wissensbasierten Planung und ihrer Bewertung ist mit einer detaillierten Beschreibung zukunftiger Planungseinsatze verbunden. Die neuen Techniken der Expertensysteme und der KI (z.B. Bedingungsausbreitung, Meinungswartung, verteiltes Planen) und ihre Eignung fur die Roboterplanung werden ausfuhrlich behandelt. Das Ziel dieses Buches ist es, einen umfassenden Zugang fur den Aufbau autonomer und moglicherweise mobiler Systeme (Roboter, Fahrzeuge) zu liefern. Der Leser dieses Buches findet zahlreiche Anregungen, sich selbst mit weiteren Detailfragen auseinanderzusetzen, die beim Aufbau solcher autonomen Systeme notwendig sind. Die Robotik wird als eine integrierende Disziplin verstanden, die viele lose Enden (Informatik, Maschinenbau, E-Technik etc.) zu einem funktionsfahigen Gebilde verknupfen muss."

Spis treści

1: Aufgabenorientierte Montageplanungssysteme.- 1.1 Einleitung.- 1.2 Roboter: Systemkomponenten und Generationen.- 1.2.1 Definition eines Roboters.- 1.2.2 Systemkomponenten.- 1.2.2.1 Mechanisches System.- 1.2.2.2 Sensorsystem.- 1.2.2.3 Steuerungssystem.- 1.2.3 Robotergenerationen.- 1.2.4 Stationäre und mobile Roboter.- 1.3 Intelligente Roboter.- 1.3.1 Einfluß der Robotik auf die Künstliche Intelligenz.- 1.3.2 Einfluß der Künstlichen Intelligenz auf die Robotik.- 1.4 Architekturkonzepte für autonome Roboter.- 1.4.1 Hierarchisches Organisationsschema.- 1.4.2 Blackboardorientiertes Organisationsschema.- 1.4.3 Verhaltensorientiertes Organisationsschema.- 1.5 Situationsbasierte Planungsverfahren.- 1.5.1 Planen von Roboteraufgaben.- 1.5.2 Chronologie der Planungssysteme.- 1.5.3 Lineares/nichtlineares Planen.- 1.5.4 Hierarchisches Planen.- 1.5.5 Such- und Kontrollstrategien.- 1.5.6 Konflikterkennung und -auflösung.- 1.5.7 Zeit und Betriebsmittel.- 1.6 Methoden der Roboterprogrammierung.- 1.6.1 Klassifikation der Robotersprachen.- 1.6.2 Roboterorientierte Programmierung.- 1.6.3 Aufgabenorientierte Programmierung.- 1.6.3.1 Voll- und teilautomatische aufgabenorientierte Roboterprogrammierung.- 1.6.3.2 Modelle..- 1.6.3.3 Bewegungsplanung.- 1.6.3.4 Greifplanung.- 1.7 Übersicht über aufgabenorientierte Montagesysteme.- 1.7.1 Chronologie der aufgabenorientierten Montagesysteme.- 1.7.2 RAPT.- 1.7.3 ATLAS.- 1.7.4 SHARP.- 1.7.5 ASP.- 1.8 Entwicklung von aufgabenorientierten Montage- und Sensorplänen.- 1.8.1 Aufgabenzerlegung und Aktionsplanung.- 1.8.2 Erstellung des Manipulationsplanes.- 1.8.3 Erstellung des Sensorplanes.- 1.8.4 Plankritik.- 2: Aufbau Des Aufgabenorientierten Planungssystems für Optimale Montagefolgen Apom.- 2.1 Einleitung.- 2.2 C I M Schale.- 2.2.1 Referenzmodell einer Fabrik.- 2.2.2 Controller Struktur.- 2.2.3 PQM-Abhängigkeiten.- 2.2.4 Entscheidungsnetzwerke.- 2.3 Komponenten der Montageplanung.- 2.3.1 Konzeption einer Montageablaufplanung.- 2.3.1 Hierarchische Montageablaufplanung.- 2.3.1.2 Montagewissen und Planspezifikation.- 2.3.1.3 Struktur der APOM - Montageablaufplanung.- 2.3.2 Integrierte Modellbildung in CAD- und Sichtsystemen.- 2.3.2.1 Spezifikation einer integrierten Modellbildung.- 2.3.2.2 Robotersehen mit dreidimensionalen CAD-Modellen.- 2.3.3 Bewertung des Entwurfs auf Montagegerechtheit.- 2.4 Darstellungen von Fügeoperationen und Montagefolgen.- 2.4.1 Qualitative Fügeflächenmatrix.- 2.4.2 Montagegraph.- 2.4.3 Montagefolgendiagramm.- 2.4.4 Vorranggraph.- 2.4.5 UND/ODER-Graphen.- 2.4.6 Modellvergleich für Montagefolgen.- 2.5 Aufbau der Wissenserwerbskomponente.- 2.5.1 Konzeption der Wissensverarbeitung.- 2.5.2 Demontagesimulation.- 2.5.3 Geometrie.- 2.5.4 Montageoperationen.- 2.5.5 Werkzeuge.- 2.5.6 Struktur der Wissensbasis.- 2.5.7 Dialogführung.- 2.6 Planungskomponente.- 2.6.1 Erzeugung des Montagegraphen.- 2.6.2 Bestimmung der korrekten Montagefolge.- 2.6.2.1 Allgemeine Vorgehensweise.- 2.6.2.2 Gültigkeitsregeln.- 2.6.2.3 Attributierung mit der Zugänglichkeit.- 2.6.2.4 Attributierung mit den Handhabungsoperationen.- 2.6.2.5 Attributierung mit den Montagewerkzeugen.- 2.7 Kritikkomponente.- 2.7.1 Optimale Montagefolgen.- 2.7.2 Zusätzliche Attributierung mit Freiheitsgraden und Fügerichtungen.- 2.7.3 Suche der optimalen Reihenfolge.- 2.7.4 Erzeugung des Vorranggraphen.- 2.8 Implementierungsdetails am Beispiel der Laugenpumpe.- 2.9 Ergebnisse und Ausblick.- 3: Wissensbasierte Werkzeuge und Techniken Zur Erzeugung Von Plänen.- 3.1 Einleitung.- 3.2 Expertensystemschalen und ihre Eignung zur Planung.- 3.2.1 Vergleich von Expertensystemschalen.- 3.2.2 Unterstützung zur Planung von Roboteraufgaben.- 3.3 Blackboardkonzept.- 3.3.1 Lokales Blackboardsystem.- 3.3.2 Verteiltes Blackboardsystem.- 3.4 Wissenserwerbs- und Erklärungskomponente.- 3.4.1 Wissenserwerbskomponente.- 3.4.2 Erklärungskomponente.- 3.4.3 Vergleich der beiden Komponenten.- 3.5 Meinungswartung.- 3.5.1 Meinungswartung durch Rechtfertigungen (JTMS).- 3.5.2 Meinungswartung durch Logik (LTMS).- 3.5.3 Meinungswartung durch Annahmen (ATMS).- 3.5.4 Meinungswartungen im Vergleich.- 3.6 Temporale Logik.- 3.7 Induktives Lernen von Montagebewegungen.- 3.8 Verteiltes Planen.- 3.8.1 Charakteristika verteilter Problemlösungen.- 3.8.2 Kooperation oder Konkurrenz.- 3.8.2.1 Kooperation.- 3.8.2.2 Rationale Konkurrenz.- 3.8.2.3 Destruktive Konkurrenz.- 3.8.3 Darstellungen und Modelle.- 3.8.4 Kommunikation und Synchronisation.- 3.8.5 Meinungen und Absichten (Planerkennung).- 3.8.5.1 Kooperative Meinungsbildung.- 3.8.5.2 Planerkennung.- Referenzen.

O autorze

Paul Levi is Full Professor for Informatics in the Institute for Parallel and Distributed Systems of the University of Stuttgart, Germany. He graduated in physics and computer science and became a senior research scientist in informatics and robotics, and Head of the Department of Technical Expert Systems and Robotics at the University of Karlsruhe. In 1988 he was appointed Professor at the Technical University of Munich, and scientific member of the Bavarian Center for Knowledge-Based Systems. Later on he served as Director of the Institute for Parallel and Distributed High Performance Computers at the University of Stuttgart. He is Member of the Management Board of the Centre for Computer Science (FZI) and Director of the Division Intelligent Systems and Production Engineering (ISPE), Karlsruhe, Germany. Paul Levi's main research fields include computer vision, robotics, distributed AI and multi-agent systems. He has authored and co-authored both textbooks and monographs.