T. Schnell, T. Büttner, L. Puck, C. Plasberg, G. Heppner, A. Rönnau, R. Dillmann

Weltraummissionen sind aufwendige und teure Unterfangen, welche immer mit erheblichen Risiken verbunden sind. Aufgrund der harschen Umweltbedingungen und der hochkomplexen Robotersysteme werden zur Risikominimierung, bisher meist von einer Bodenstation, sichere und konservative Entscheidungen getroffen. Dies führt dazu, dass Robotersysteme in planetaren Explorationsmissionen bisher nicht ihr volles Potential entfalten können. Mit steigender Komplexität und zunehmender Entfernung von Missionszielen ist es sinnvoll, den Autonomiegrad der eingesetzten Roboter zu erhöhen und so ihre Leistungsfähigkeit zu steigern. Hierfür ist es nötig, dass Roboter eigenständig Entscheidungen treffen und der Planungsaufwand auf der Umsetzungsebene liegt. In dieser Arbeit wird ein System vorgestellt, welches einem Roboter eine Risikoeinschätzung vor Ort ermöglicht. Zum einen erhält der Roboter dafür eine Art "Selbstbewusstsein", das auf der Überwachung und Einschätzung des eigenen Zustands beruht und es ermöglicht, die mit geplanten Aktionen verbundenen internen Risiken detailliert abzuschätzen. Zum anderen wird die Grundlage für ein umfassendes Umweltbewusstsein des Roboters geschaffen. In Kombination erlauben es Selbst- und Umweltbewusstsein dem Robotersystem vor Ort risikobewusste Entscheidungen autonom zu treffen. Dies beinhaltet unter anderem die das Risiko minimierende Auswahl aus verschiedenen möglichen Strategien und dynamisch an die aktuelle Situation angepasste risikobewusste Reaktionen. Die Risikobereitschaft des Roboters kann sich über die Zeit ändern. Dies kann genutzt werden um riskantere Aktionen in schwierigen oder scheinbar ausweglosen Situationen zu erlauben, so dass der Roboter sich befreien kann, sowie um im späteren Verlauf der Mission, wenn die wichtigsten Missionsziele bereits erfüllt sind, zusätzlichen Entscheidungsspielraum zu erhalten. Insgesamt wird das entwickelte Risikobewusste System gleichzeitig zu einer erheblichen Steigerung in der Roboterautonomie und in der Ausfallsicherheit führen.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2018, Friedrichshafen

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2018

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 8 Seiten

urn:nbn:de:101:1-2018122111471018551288

10.25967/480140

Weltraumrobotik, Planetare Exploration

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Schnell, T.; Büttner, T.; et al. (2018): Risikobewusste Roboter für erhöhte Autonomie in planetaren Explorationsmissionen. Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.. (Text). https://doi.org/10.25967/480140. urn:nbn:de:101:1-2018122111471018551288.

21.12.2018