D-Rock

Im Projekt wird der Aspekt der modellbasierten Softwareentwicklung im Kontext der Entwicklung komplexer mobiler Manipulationssysteme betrachtet. Die Modellierung umfasst dabei die Software, die Hardware als auch das Verhalten der Systeme. Das Verhalten wird auf Software abgebildet und diese wiederum auf Hardware. Bei der Ausführung wird der Systemzustand mit den Modellen abgeglichen und eine dynamische Rekonfiguration des Systems ermöglicht. So kann ein auf diese Weise entwickelter Roboter deutlich flexibler auf unvorhergesehene Situationen reagieren.

Ziel des D-Rock Projektes ist das Design und Implementierung eines Frameworks sowie darin enthaltener Werkzeuge für die Programmierung von Robotern. Dieses Ziel kann in folgende Aspekte unterteilt werden:

Modellierung

Eine gemeinsame Modellierung der Roboterstruktur, des Komponentennetzwerks, der Aufgaben und Ausführungseinheiten.

Abbildung

Robotik-spezifische Strategien finden, um Verhaltensmodelle auf Softwarekomponenten und diese auf heterogene Netzwerke von Ausführungseinheiten effizient abzubilden.

Ausführung

Ausführung und Überwachung von Softwarekomponentennetzwerken, die zur Laufzeit rekonfiguriert und organisiert werden können.

Werkzeuge

Entwicklung von Werkzeugen für die Erzeugung und Verifikation von Modellen, ihre Abbildung auf Prozessornetzwerke und deren dynamische Rekonfiguration.

Evaluation

Evaluation des D-Rock Toolsets auf einem modernen mobilen Manipulationssystem in einem DARPA Challenge (ähnlichen) Szenario für Roboter.

All diese Zielsetzungen werden mit einem klaren Fokus auf ihre Anwendung in der Robotik
behandelt.

Als Ergebnis des D-Rock Projektes steht ein Satz von Softwaretools zur Verfügung, die auf dem Robot Construktion Kit (Rock) Framework  basieren und dieses erweitern. Das am DFKI entwickelte Rock Framework bietet Werkzeuge zur Verwaltung und Integration von Softwarebibliotheken, das in einer Art Baukastensystem zur Programmierung von Robotern verwendet werden kann.

Die Effektivität des Ansatzes wird anhand des im Projekt LIMES (BMWi Projekt FK 50RA1218) entwickelten Mantis Roboters in einem DARPA Robotic Challenge Szenario  demonstriert. Mantis ist ein sechsbeiniger Roboter, der die vorderen Extremitäten auch zur Manipulation verwenden kann. Das Szenario betrachtet eine standardisierte und somit vergleichbare Aufgabe, in der eine durch Geröll blockierte Tür autonom freigeräumt und passiert werden muss. Weiterhin wird die Benutzbarkeit der entwickelten Tools anhand einer Probandenstudie evaluiert.