TY - THES A1 - Aitzhanov, Yerzhan T1 - Konzeption und Umsetzung eines Android-basierten Frameworks zur Ansteuerung von Nibo2-Anwendungen T1 - Conception and development of an Android-based Framework for controlling of Nibo2 applications N2 - Im Rahmen des Bachelorstudiums im 5. Semester des Studiengangs Telematik wird den Studierenden eine Reihe von verschiedenen Wahlpflichtfächern angeboten. Dazu gehört auch das Fach C für eingebettete Systeme. Dieses Fach stellt eine grundlegende Einführung für die Entwicklung der Anwendungssoftwarelösungen für Robotersysteme dar. Das Ziel ist dabei eine Vorstellung der Struktur von solchen Systemen am Beispiel des Roboterbausatzes Nibo2 sowie die Sammlung von Basiskenntnissen im Umgang mit derartigen Anwendungssystemen zu bekommen. Ein wichtiger Teilaspekt der Existenz der Technischen Hochschule Wildau ist es, neue Studierende für das Studium an dieser Bildungsanstalt zu begeistern. Um in diesem Teilaspekt konkurrenzfähig zu sein, werden die verschiedenen themengebundenen Veranstaltungen an der TH Wildau organisiert. Diese Veranstaltungen sind dafür geeignet, um den Abiturienten und den potenziellen Studenten über alle Vorteile bekannt zu machen, die im Laufe des Studiums von der TH Wildau angeboten werden. Der Telematik-Studiengang ist dabei auch keine Ausnahme. Eine solche Veranstaltung, wie der „Tag der offenen Tür“, dient als eine gute Möglichkeit, um bei den angehenden Programmierern für das Studium an der TH Wildau Interesse zu erwecken. Im Laufe dieser Veranstaltung wird der technische Reichtum des Telematik-Studiengangs vorgestellt. Dabei werden zum Beispiel die Roboterbausätze Nibo2 und NAO-Roboter eingesetzt sowie für sie von den Telematik-Studenten entwickelte Anwendungen. Diese Anwendungen dienen dazu, das umfangreiche Möglichkeitsspektrum auf belustigende Art und Weise vorzustellen. Somit können den Veranstaltungsgästen anstatt von langen und umfangreichen informativen Vorträgen über die vorgestellten Roboter die Live-Demos der laufenden Roboter gezeigt werden. Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-9800 ER - TY - THES A1 - Ziemert, Lara T1 - Konzeption und Implementierung eines Künstlichen Neuronalen Netzes zur Situationserkennung mit humanoiden Robotern anhand mehrerer Eingangskanäle T1 - Conception and implementation of an artificial neural network for situation recognition with humanoid robots based on several input channels N2 - In dieser Masterarbeit soll eine Architektur für ein Künstliches Neuronales Netz erarbeitet werden, mit der mehrere Eingangskanäle eines humanoiden Roboters für eine Situationserkennung zusammengefasst werden können. Dazu werden zunächst die Grundbausteine für eine Situationserkennung am Beispiel des menschlichen Gehirns untersucht und die Erkenntnisse auf die Arbeitsweise Künstlicher Neuronales Netze übertragen. Anschließend wird ein Konzept für eine Situationserkennung auf humanoiden Robotern erstellt. Dazu werden mögliche Situationen konstruiert und die Aufgabe der Situationserkennung so formuliert, dass sie mit einem Künstlichen Neuronalen Netz bearbeitet werden kann. Daraufhin werden mögliche Architekturen für dieses Netz verglichen und die am besten geeignetste ausgewählt. Das erstellte Konzept soll im Rahmen dieser Arbeit auf dem Tisch-Roboter ROS-E umgesetzt werden. Dazu soll eine Trainings- und Testumgebung geplant und umgesetzt werden. Nachdem das entwickelte Künstliche Neuronale Netz trainiert und getestet wurde, wird ausgewertet, ob die ausgewählte Architektur für eine Situationserkennung auf humanoiden Robotern geeignet ist. KW - Situationserkennung KW - Künstliches Neuronales Netz KW - situation recognition KW - artificial neural network Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-15839 ER - TY - THES A1 - Lüthe, Tina T1 - Konzeption und prototypische Implementierung eines hybriden Algorithmus zur Emotionserkennung mit humanoiden Robotern T1 - Conception and prototypical implementation of a hybrid algorithm for emotion recognition with humanoid robots N2 - Diese Masterarbeit befasst sich mit der Recherche zum Thema Emotionserkennung, der Konzeption einer hybriden Emotionserkennung und der prototypischen Implementierung des Konzepts für den Tischroboter ROS-E.
Die Recherche zeigt, dass die Emotionserkennung auf Basis von verschiedenen Eingaben erfolgen kann. Es wurde sich auf die drei Eingabeströme Bild, Ton und Text konzentriert, da diese praktikabel für die Implementierung auf einen humanoiden Roboter sind. Zu jedem dieser Eingabeströme wurden Dienste, Open-Source-Software und Ansätze untersucht.
Aufgrund dieser Erkenntnisse wurde eine Anwendung entwickelt, welche ein hybride Emotionserkennung durch die Eingabe eines Textes und einer Bild-Datei durchführt. Hierzu wurden die Dienste zur Emotionserkennung von Microsoft Azure und IBM Watson genutzt. Die Anwendung wurde in Python implementiert. N2 - This master thesis deals with the research of emotion recognition, the conception of a hybrid emotion recognition and and prototypical implementation of the concept for the robot ROS-E.
The research has shown, that emotion recognition can be performed based on different types of inputs. It has been focused on the input streams image, audio and text, since they are the most practical for the implementation on a humanoid robot. Different services, open source software and approaches have been researched for each of these input streams.
Based on these knowledges an application was developed, which executes hybrid emotion recognition through the input of a text and an image. The application implements the emotion recognition services of Microsoft Azure and IBM Watson. Furthermore the application was implemented in Python. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-13822 ER - TY - THES A1 - Schröter, Valentin T1 - Prototypischer Bau eines Tischroboters als Plattform für zukünftige Entwicklungs- und Forschungsprojekte im Bereich des Ambient Assisted Livings und als Alternative zum NAO-Roboter T1 - Prototypal construction of a table robot as a future development and research platform in the area of Ambient Assisted Living and as an alternative for the NAO-Robot N2 - In dieser Bachelorarbeit wurde ein prototypischer Tischroboter für den Einsatz im Bereich des Ambient Assisted Livings konzeptioniert. Innerhalb eines festgelegten Budgets wurden die technische Umsetzbarkeit und die Eignung des Systems als Alternative zum im Telematik-Studiengang der Technische Hochschule Wildau verwendeten NAO-Roboter untersucht. Dabei wurde bewusst auf die Möglichkeit einer humanoiden Fortbewegung verzichtet. Das entwickelte Konzept basiert auf den in dieser Arbeit festgelegten Anforderungen an einen Tischroboter. Es umfasst die benötigten Hardwarekomponenten, wobei als Grundlage des Systems ein Jetson Nano Einplatinencomputer von Nvidia verwendet wird. Weiterhin wurde eine Softwarearchitektur erstellt, welche Front-End, Back-End und angeschlossene Hardwarekomponenten miteinander verknüpft. Im Front-End wird das Framework Electron.js verwendet, im Back-End kommt das Robot Operating System (ROS) in Verbindung mit der Key-Value-Datenbank Redis zum Einsatz. Für die Steuerung weiterer angeschlossener Hardwarekomponenten und der Energieversorgung werden Arduino Nano Boards eingesetzt. Die konzipierte Architektur des Gesamtsystems ist auf eine funktionale Erweiterbarkeit ausgelegt, um für die Erforschung und Realisierung von vielfältigen Anwendungsfällen in Folgeprojekten geeignet zu sein. In einer anschließenden Testphase wurde ein Prototyp entwickelt, mit dessen Hilfe die konzipierte Systemarchitektur umgesetzt und erfolgreich getestet wurde. Die Ergebnisse dieser Bachelorarbeit können somit als prototypische Grundlage für eine Alternative zum NAO-Roboter, aber auch als technische Basis für die Entwicklung anderer Roboter verwendet werden. N2 - This thesis presents the concept for a prototypical table robot for use in the field of Ambient Assisted Living. The technical feasibility, within a given budget, and the suitability of this concept as an alternative to the robot NAO, which is used in the Telematics course of the Technical University of Applied Science Wildau, has been investigated. The aspect of humanoid locomotion was deliberately excluded from the scope of this thesis. The developed concept is based on a set of requirements for a table robot that are defined as part of this thesis. The concept includes the required hardware components and uses a Jetson Nano single-board computer from Nvidia as core of the system. In addition, a software architecture has been created in order to connect front-end, back-end and hardware components. The front-end uses the Electron.js framework, in the back-end the Robot Operating System (ROS) is used, as well as the key-value-database Redis. To control further hardware and the energy supplement, Arduino Nano Boards are used. The resulting architecture of the entire system is designed to be functionally extensible. Therefore, it is suitable for the investigation and realization of versatile use cases in future follow up projects. As part of the following testing phase, a prototype of the system has been developed. The prototype allowed successful realization and testing of the conceptualized architecture. Thus, the results of this thesis can serve both as a prototypical basis for an alternative to the robot NAO, and more broadly also as a technical foundation for the development of other robots. KW - ROS-E KW - Roboter KW - Tischroboter KW - AAL Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-15860 ER - TY - THES A1 - Kannenberg, Tobias T1 - Entwicklung, Evaluation und Integration von Verfahren zur optimierten Nutzung von automatischer Spracherkennung in Robotikanwendungen T1 - Development, evaluation and integration of methods to optimize the usage of automatic speech recognition for robotics applications N2 - Die vorliegende Masterarbeit gibt einen Einblick in die Konzeption und Entwicklung einer modularen Experimentierplattform für Audioverarbeitung und automatischer Spracherkennung. Darüber hinaus wurde ein Testaufbau- und Ablauf erarbeitet mit dessen Aufnahmen objektive Bewertungen durch die Ergebnisse der Spracherkennungssoftware bezüglich der Aufnahmegüte vollzogen werden konnten. Dies wurde mit verschiedenen Audioeingabegeräten und Spracherkennungsprogrammen durchgeführt. Auf dieser Daten- und Bewertungsgrundlage kam es zur Implementierung von Signalverarbeitungsverfahren zur Aufbereitung der Audiodaten, mit dem Ziel die Erkennungsrate der automatischen Spracherkennung dadurch zu steigern. N2 - This master's thesis covers the process of design and development of a modular software framework for experimenting with audio processing and automatic speech recognition. Furthermore, a test setup and procedure was created to record speech with different devices and evaluate objectively the recordings by utilizing the outcome of various speech recognition software. Based on this data and evaluation basis, signal processing methods were implemented to increase the recognition rate using a preprocessing of the recording signal. KW - Signalverarbeitung KW - Automatische Spracherkennung KW - Robot Operating System KW - Audioverarbeitung KW - Mikrofon-Array Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-15900 ER - TY - THES A1 - Lorenz, Oskar T1 - Entwicklung einer DevBox zur Unterstützung der prototypischen Entwicklung von hardwarebasierten Komponenten für den Tischroboter ROS-E T1 - Development of a DevBox to support the prototypical development of hardware-based components for the table robot ROS-E N2 - In dieser Bachelorarbeit wurde ein Entwicklerboard – die „DevBox“ – als Erweiterung des Tischroboters „ROS-E“ konzipiert, um die Erprobung und Entwicklung neuer Hardware des Roboters zu vereinfachen und zu beschleunigen. Zudem soll die DevBox den Zugang zu ROS-E für Neueinsteiger und für die Lehre erleichtern. Es wurden diverse Anforderungen an die DevBox bezüglich der Hardware und Software auf Grundlage von Anwendungsfällen der Entwickler von ROS-E aufgestellt. Das resultierende Konzept umfasst ein Modell für den Bau einer DevBox, welches auch eigens entwickelte Leiterplatten für eine bessere Ergonomie bei der Entwicklung enthält. Die konzipierte Software der DevBox beschreibt Lösungen für die Anbindung diverser Hardwareschnittstellen wie GPIO, I2C und SPI und von Smart Home Geräten via EnOcean, ZigBee und Z-Wave über die DevBox und wie diese mit dem Roboter ROS-E verwendet werden können. Anhand eines ersten Hardwareprototypen der DevBox konnten grundlegende Funktionen der Software implementiert und erfolgreich getestet werden. In weiteren Schritten soll die DevBox gebaut und für die Weiterentwicklung von ROS-E eingesetzt und finalisiert werden. N2 - This thesis presents a development board – the “DevBox” – as an extension to the table robot “ROS-E” to support the evaluation and development of new hardware for ROS-E. It intends to both simplify and accelerate further development of ROS-E as well as to facilitate access to ROS-E for beginners and education. The concept for the DevBox, based on requirements established by analyzing use cases of ROS-E developers, encompasses a hardware model with custom circuit board designs for improved ergonomics during development. The accompanying software provides solutions for integrating various hardware interfaces like GPIO, I2C and SPI as well as smart home devices via EnOcean, ZigBee or Z-Wave into the DevBox and using them with the robot ROS-E. By using a hardware prototype of the DevBox, fundamental software features were implemented and successfully tested. Further steps include finalizing and building a working DevBox and deploying it in the ROS-E development process. KW - Entwicklung KW - Prototyping KW - ROS-E KW - DevBox KW - Robotik Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-16636 ER - TY - THES A1 - Müller, Philipp T1 - Mensch-Maschine-Kommunikation basierend auf Natural Language Processing: Evaluierung von Möglichkeiten für den Einsatz eines humanoiden Roboters im Kontext einer Hochschulbibliothek N2 - Thematisiert wird der Weg, von einer theoretischen Betrachtung computerlinguistischer Grundlagen der Sprachverarbeitung, bis hin zu einer prototypischen Umsetzung einer Software zur natürlich sprachlichen Dialogkommunikation zwischen Mensch und Roboter. Die Arbeit widmet sich dabei zunächst der Bereitstellung theoretischer Grundlagen (Definition, Geschichte, Funktionsweise, Herausforderungen, Aktuelle Lage) von Mensch-Maschine-Kommunikation unter Zuhilfenahme des Natural Language Processings. Darauf basierend werden Anforderungen aufgestellt, die eine softwaremäßige Implementierung eines solchen Systems beschreiben. Dies geschieht unter der Beachtung von Rahmenbedingungen durch den themenstellenden Betrieb dieser Arbeit und den Grenzen des Robotersystems. Es folgt eine ausgiebige Evaluierung verschiedener NLP-Systeme anhand des Abgleichs von Anforderungen und zusätzlicher Kennziffer-Messungen (Precision, Recall, F1 Score). In diesem Zusammenhang entsteht auch ein Testprogramm, welches ein automatisiertes Evaluierungsverfahren bereitstellt. Die beiden besten NLP-Systeme werden anschließend in ihrer Verwendung detailliert beschrieben. Eine prototypische Implementierung stellt die Verwendung eines NLP-Systems, zur Kommunikation von Mensch und Roboter, in einem konkreten Anwendungsfall unter Beweis. KW - Mensch-Maschine-Kommunikation KW - natural language processing KW - NAO Pepper Robot KW - Watson Assistant KW - Rasa Core NLU Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-10349 ER - TY - THES A1 - Körner, Benjamin T1 - Human-Robot-Interaction - Evaluation, Konzeption und Umsetzung einer Anwendung für den NAO-Roboter der Firma Aldebaran Robotics zur Förderung autistischer Kinder N2 - Entwicklung einer prototypischen Anwendung für den NAO-Roboter der Firma Aldebaran Robotics, die therapeutisch unterstützend bei der Förderung der sozialen Interaktion mit autistischen Kindern eingesetzt werden kann. KW - NAO KW - Roboter KW - human-robot interaction KW - Autismus KW - socially assistive robotics Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-4423 ER - TY - THES A1 - Breßler, Janine T1 - Konzeption und Entwicklung von Lernbausteinen im Themengebiet der Künstlichen Intelligenz mit dem Fokus auf die Anwendungsfelder Servicerobotik und Smart Home N2 - In dieser Arbeit wurde eine Anwendung entwickelt, die das Verbinden der beiden technischen Bereiche Smart Home und Servicerobotik mit Hilfe von künstlichen neuronalen Netzen (KNN) ermöglicht, um damit Verhaltensabläufe einer Person in ihren eigenen vier Wänden zu erlernen und dabei auf grobe Abweichungen hin zu überwachen. Zusätzlich wurde ein Lernbaukasten für Schülergruppen der Sekundarstufe 2 entwickelt, mit dem die Funktionsweise von KNN vermittelt wird. Es wurden unterschiedliche Werkzeuge der Künstlichen Intelligenz untersucht sowie Projekte mit ähnlichen Zielen, um darauf aufbauend eine geeignete Anwendung zu entwickeln. Der entwickelte Lernbaukasten basiert auf der Lehrstrategie MOMBI (Model Of Model-Based Instruction). In der Testphase konnte erfolgreich ein erstes Anwendungsszenario getestet werden, dass das Überwachen des Schlafrhythmus einer Person auf Unregelmäßigkeiten hin ermöglicht. Ein erster Test hat gezeigt, dass neuronale Netze gut dafür geeignet sind, um Tätigkeiten mit einem regelmäßigen Verhalten zu überwachen. Im nächsten Schritt sollten die zu überwachenden Tätigkeitsvielfalt ausgebaut werden und auch die Verwendung von weiteren Werkzeugen der Künstlichen Intelligenz in Betracht gezogen werden. N2 - Over the course of this thesis, an application was developed which combined the fields of smart home and service robotics utilizing artificial neural networks (ANN), in order to learn the behavioral patterns of a person in their home and monitor them for significant deviations. Additionally, a learning tool comprising of educational building sets was developed for groups of students in second stage secondary education, to convey the functional principles of ANN. Various AI tools, as well as other projects with similar goals, were analyzed in order to build an application on their basis. The learning tool developed for this thesis is based on the teaching strategy MOMBI (Model Of Model-Based Instruction). During the testing phase, a first application scenario which enables the monitoring of a person’s sleep patterns for irregularities was successfully completed. A pilot has shown that neural networks are a good fit for monitoring regular behavior. The next steps should include extending the range of activities to be monitored, as well as considering the utilization of additional AI tools. KW - Künstliches Neuronales Netz KW - Künstliche Intelligenz KW - Servicerobotik KW - Smart Home KW - MOMBI Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-9886 ER -