Diplomarbeit Doku 031217_final_2 - Universität Bremen

8 Zusammenfassung und Ausblick
8. Zusammenfassung und Ausblick
Das Ziel dieser Arbeit war es, Strukturen zu schaffen, die eine Erfassung der Umgebung in
einer für die existierende Kontrollarchitektur geeigneten Art und Weise ermöglichen. Hauptaugenmerk
galt dabei der Aufwandsminimierung dieses Vorgangs, sowohl hinsichtlich der
notwendigen Systemleistung, aber vor allem auch in Bezug auf den Grad der Benutzerinteraktion.
Zunächst wurde in der Literatur über existierende Systeme und Konzepte der Umgebungserfassung
in der Servicerobotik recherchiert. Dabei stellte sich heraus, dass im Hinblick auf den
aktuellen Stand der Technik die Teilautonomie des Systems und eine a priori Strukturierung
der Umgebung erforderlich ist. Fortgeschrittene Systementwürfe nutzen daher z. B. Benutzerinteraktionen,
um Objekte aus der Umgebung zu identifizieren. Des Weiteren ist das Problem
der geeigneten Koordination von symbolischen und subsymbolischen Umgebungsinformationen
zum gegenwärtigen Zeitpunkt ein noch relativ unerforschtes Gebiet. Die aktuellen Erkenntnisse
zu diesem Thema wurden in einem separaten Abschnitt dargestellt. Anschließend
ist der theoretische Hintergrund zur Umgebungserfassung in dieser Arbeit beleuchtet worden.
Das Konzept des Situationskalküls grenzt einen Ausschnitt aus der realen Welt ein, der für die
Bearbeitung der aktuellen Aufgabe von Interesse ist. Dieses Konzept wird im Zusammenspiel
mit Methoden aus der Montageplanung angewendet, welche die Anzahl der möglichen Operationen
zur Aufgabenbearbeitung von vornherein einschränken. Im theoretischen Teil wurde
weiterhin das Rahmenwerk vorgestellt, auf das die Methoden der Umgebungserfassung fußen.
Hier ist vor allem das Weltmodell von Bedeutung, welches die verschiedenen symbolischen
und subsymbolischen Daten kapselt, die während der Erfassung der Umgebung und der anschließenden
Aufgabenbearbeitung benötigt werden. Ein weiteres Kapitel befasste sich mit
den Anforderungen an den Entwurf der Methoden zur Umgebungserfassung. Es wurden besondere
Aspekte und Erfolgskriterien der beiden Teilvorgänge der Objektidentifikation und
der Umgebungserfassung untersucht. Neben der Forderung der Integration der zu entwerfenden
Methoden in das Rahmenwerk und der Unterbrechbarkeit des Vorgangs der Umgebungserfassung
wurde außerdem herausgearbeitet, welche Voraussetzungen an die abstrakte Ablaufstruktur
gestellt werden, auf deren Grundlage die interaktive Umgebungserfassung statt
findet. Der darauf folgende Entwurf wurde in die Erläuterung der Datenstrukturen und die der
verwendeten Algorithmen unterteilt. Unter Datenstrukturen werden sowohl ein Grundgerüst
zur Ablaufsteuerung der Umgebungserfassung als auch modifizierte Ablaufstrukturen verstanden.
Der Aufbau und die Verwendung dieser Ablaufstrukturen zur Umgebungserfassung
wurden exemplarisch dargestellt. Das Kapitel der Algorithmen umfasst die Beschreibung von
Erweiterungen der Programmierschnittstelle zur Eingabe aufgabenorientierten Planungswissens,
die Darstellung von Teilalgorithmen mit dem zentralen Punkt der COP-Sequenzbildung
zur Faktenermittlung, sowie einer Erläuterung des Gesamtablaufs der teilautonomen Umgebungserfassung.
Abschließend wurden die entworfenen Methoden im Rahmen eines Simulationsprogrammes
und mit Hilfe von Beispielszenarien hinsichtlich ihrer korrekten und geforderten
Funktionsweise getestet. Die Simulation verlief diesbezüglich erfolgreich.
Somit ist das Ziel dieser Arbeit erreicht und es stehen Strukturen und Methoden zur Verfügung,
die innerhalb des Rahmenwerkes eine initiale teilautonome Erfassung der Umgebung
realisieren. Es kann auf Grundlage einer gegebenen abstrakten Ablaufstruktur eine Initialsituation
ermittelt werden, von der ausgehend die Handlungsplanung und anschließende Aufgabenbearbeitung
startet. Wie aus den exemplarischen Simulationen ersichtlich ist, wird lediglich
das notwendige Minimum an Benutzerinteraktion durch das System angefordert. Dieses
wiederum hängt von den zugrunde gelegten Fähigkeiten des Rehabilitationsrobotiksystems
ab. Ohne die bereitgestellten Methoden zur Umgebungserfassung modifizieren zu müssen,
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