Diplomarbeit Doku 031217_final_2 - Universität Bremen

Kurzfassung
Ein Rehabilitationsrobotiksystem, welches fähig sein soll, komplexe Alltagsaufgaben auszuführen
(z. B. das Einschenken eines Getränkes), muss über die Fähigkeit zur Handlungsplanung
verfügen. Jede ausgeführte Handlung verändert die Umgebung des Rehabilitationsroboters.
Daher wird unter der Handlungsplanung die Überführung einer Initialsituation (d. h. der
Umgebungszustand zu Beginn der Ausgabenausführung) in eine Zielsituation verstanden. Es
liegt auf der Hand, dass aus dieser Sicht die Bestimmung einer Initialsituation notwendige
Voraussetzung ist. Dieser Vorgang wird als Umgebungserfassung bezeichnet.
Nach gegenwärtigem Stand der Technik wird sowohl die Realisierung einer voll autonomen
Aufgabenbearbeitung als auch Umgebungserfassung als unrealistisch eingestuft, da damit
eine sehr hohe Systemkomplexität einhergehen würde. Erst die Wahl eines teilautonomen
Konzeptes garantiert eine machbare Lösung. Die Interaktion mit dem Benutzer unterstützt
dort den Umgebungserfassungsprozess, wo dies notwendig ist. Das Ziel soll es dabei sein, die
kognitive Belastung des Benutzers zu minimieren, während der Anteil der autonom erfassten
Information zu maximieren ist. Insgesamt muss der Vorgang der initialen Erfassung des Umgebungszustandes
als eine effiziente Form der Mensch-Maschine-Interaktion anzusehen sein.
Abstract
A rehabilitation robotic system that shall be able to perform complex daily life tasks (e.g.
pour in a drink) must be able to plan its actions. Each performed action changes the state of
the robot’s environment. Therefore, planning can be seen as the transformation of an initial
situation (i.e. the state of the environment at the beginning of the task execution) into a target
situation. It is evident that from this point of view the determination of the initial situation is a
mandatory prerequisite. This process is called monitoring.
With respect to the current state of the art the realization of fully autonomous task execution
respectively monitoring has to be judged as unrealistic due to the system’s inherent complexity.
For the realization of a feasible system, a semi-autonomous concept is chosen i.e. userinteraction
is intended to support the monitoring process if necessary. The aim is to achieve
the minimum possible cognitive load onto the user by maximizing the amount of information
that can be retrieved autonomously. Altogether the process of acquiring knowledge of the
initial environmental situation shall be performed as an efficient form of man-machineinteraction.
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