Telematik
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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.
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.
Konzeption und Umsetzung eines Android-basierten Frameworks zur Ansteuerung von Nibo2-Anwendungen
(2017)
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.