Robotics and Autonomous Systems

Die Universität zu Lübeck mit den Klinikgebäuden des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein, Campus Lübeck (Luftaufnahme: Universität zu Lübeck)

Die jüngsten Fortschritte in der Robotik und bei autonomen Systemen werden in erheblichem Maße durch den Einsatz fortschrittlicher Optimierungsmethoden vorangetrieben. Dieser Vortrag beschäftigt sich mit der Anwendung unterschiedlicher Optimierungsverfahren entlang der gesamten Entwicklungskette – von der Roboterkonstruktion über die Referenztrajektorienplanung bis hin zur Regelung – mit dem Ziel, die Intelligenz, Sicherheit und Effizienz autonomer Systeme in vielfältigen Einsatzgebieten zu steigern.

Im ersten Teil wird dargelegt, wie die Optimierung der Erreichbarkeit von Robotern verbessert und die Entwicklung anwendungsspezifischer Werkzeuggeometrien – beispielsweise für medizinische Ultraschalluntersuchungen – ermöglicht wird. Im Bereich der Referenzplanung wird die Generierung optimaler und sicherer Trajektorien für mobile Roboter in komplexen Umgebungen behandelt, insbesondere unter Verwendung von B-Spline-Kurven. Im anschließenden Abschnitt zur Regelung wird aufgezeigt, wie Optimierungsansätze die robuste Stabilität und Betriebssicherheit dynamischer Systeme gewährleisten, unter anderem bei Drohnen, autonomen Fahrzeugen und spezialisierten mobilen Plattformen.

Ziel dieses Vortrags ist es, die zentrale und weitreichende Rolle der Optimierung bei der Erweiterung autonomer Fähigkeiten herauszustellen. Darüber hinaus werden aktuelle Herausforderungen – wie die Lösbarkeit komplexer Optimierungsprobleme und die Anforderungen an die Echtzeitfähigkeit – thematisiert. Abschließend werden Perspektiven aufgezeigt, wie Optimierung auch künftig maßgeblich zur Entwicklung intelligenter, anpassungsfähiger und robuster autonomer Systeme beitragen wird.

Der Vortrag wird in englischer Sprache gehalten.

• Dr.  Ngoc Thinh Nguyen hält die Antrittsvorlesung im Rahmen seiner Habilitation an der Universität zu Lübeck im Fachgebiet Robotik und Automation.