Kognitive Systeme / Robotik - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu unseren Studiengängen. Rechtlich verbindliche Angaben zum Verlauf des Studiums entnehmen Sie bitte dem jeweiligen Studienplan (Anlage zur Studienordnung). Bitte beachten Sie diesen rechtlichen Hinweis. Angaben zum Raum und Zeitpunkt der einzelnen Lehrveranstaltungen entnehmen Sie bitte dem aktuellen Vorlesungsverzeichnis.

Fachinformationen zu Fachnummer 181 - allgemeine Informationen
Fachnummer	181
Fakultät	Fakultät für Informatik und Automatisierung
Fachgebietsnummer	2233 (Neuroinformatik und Kognitive Robotik)
Fachverantwortliche(r)	Prof. Dr. Horst-Michael Groß
Sprache	Deutsch
Turnus	Sommersemester
Vorkenntnisse	Vorlesungen Neuroinformatik und Maschinelles Lernen, Angewandte Neuroinformatik
Lernergebnisse	In der Vorlesung Kognitive Robotik lernen die Studenten die Begrifflichkeiten und das Methodenspektrum der Kognitiven Robotik kennen. Sie verstehen übergreifende Ansätze zur Konzeption und der Realisierung von Robotik-Komponenten aus der Sicht von Sensorik, Aktorik und kognitiver Informationsverarbeitung. Sie kennen Techniken der Umgebungswahrnehmung und der lokalen und globalen Navigation von Kognitiven Robotern in komplexer realer Einsatzumgebung. Die Studierenden sind in der Lage, Fragestellungen aus dem o. g. Problemkreisen zu analysieren, durch Anwendung des behandelten Methodenspektrums Lösungskonzepte für unterschiedliche Fragestellungen der Service- und Assistenzrobotik zu entwerfen und umzusetzen, sowie bestehende Lösungskonzepte zu bewerten. Vor- und Nachteile der Komponenten und Verfahren im Kontext praktischer Anwendungen sind den Studierenden bekannt.
Inhalt	Die Lehrveranstaltung vermittelt das erforderliche Methodenspektrum aus theoretischen Grundkenntnissen und praktischen Fähigkeiten zum Verständnis, zur Implementierung und zur Anwendung von Verfahren der Roboternavigation sowie zur Informations- und Wissensverarbeitung in Kognitiven Robotern. Sie vermittelt sowohl Faktenwissen, begriffliches und algorithmisches Wissen aus folgenden Themenkomplexen: Begriffsdefinitionen (Kognitive Robotik, Servicerobotik, Assistenzrobotik), Anwendungsbeispiele und Einsatzgebiete Basiskomponenten Kognitiver Roboter Sensorik und Aktuatorik: aktive und passive / interne und externe Sensoren; Antriebskonzepte und Artikulationstechniken Basisoperation zur Roboternavigation: Lokale Navigation und Hindernisvermeidung incl. Bewegungssteuerung (VFH, VFH+, DWA); Anbindung an die Motorsteuerung; Arten der Umgebungsmodellierung und –kartierung; probabilistische Selbstlokalisation (Bayes-Filter, Kalman-Filter, Partikel-Filter, MCL); Simulataneous Localization and Mapping (SLAM) Techniken (online SLAM, Full SLAM); Pfadplanung (Dijkstra, A, D, E, Rapidly-Exploring Random Trees (RRTs) ) Steuerarchitekturen nach Art der Problemdekomposition und der Ablaufsteuerung Leistungsbewertung und Benchmarking Kognitiver Roboter (Metriken und Gütemaße, Gestaltung von Funktionstests) Aktuelle Entwicklungen der Service- und Assistenzrobotik mit Zuordnung der vermittelten Verfahren Im Rahmen des Pflichtpraktikums werden die behandelten methodischen und algorithmischen Grundlagen der Roboternavigation (Erzeugung einer Occupancy Grid Maps, Pfadplanung (Dijkstra und A Algorithmus), Selbstlokalisation mittels Partikelfilter) durch die Studierenden selbst softwaretechnisch umgesetzt und im Rahmen eines vorgefertigten Python-Frameworks implementiert.
Medienformen	Präsenzvorlesung mit Powerpoint, Arbeitsblätter zur Vorlesung, Übungsaufgaben, Videos, Python Apps, studentische Demo-Programme, e-Learning mittels „Jupyter Notebook”
Literatur	Hertzberg, J., Lingemann, K., Nüchter: A. Mobile Roboter; Springer Vieweg 2012 Siciliano, B., Khatib: O. Springer Handbook of Robotics, Springer 2016 Thrun, S., Burgard, W., Fox, D.: Probabilistic Robotics, MIT Press 2005 Siegwart, R., Nourbakhsh, I. R.: Introduction to Autonomous Mobile Robots, MIT Press 2004
Lehrevaluation	Pflichtevaluation: SS 2017 (Fach) Freiwillige Evaluation: SS 2008 (Vorlesung) SS 2010 (Vorlesung) SS 2011 (Vorlesung) SS 2012 (Vorlesung) SS 2013 (Vorlesung) SS 2014 (Vorlesung) SS 2015 (Vorlesung) SS 2016 (Vorlesung) Hospitation:

Spezifik im Studiengang Master Mechatronik 2017
Fachname	Kognitive Systeme / Robotik
Prüfungsnummer	2200610
Leistungspunkte	4
Präsenzstudium (h)	34
Selbststudium (h)	86
Verpflichtung	Wahlpflicht
Abschluss	alternative Prüfungsleistung
Details zum Abschluss	90% Klausur 60 min + 10% Implementierung
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL	Pflichtevaluation: SS 2017 (Fach) Freiwillige Evaluation: SS 2008 (Vorlesung) SS 2010 (Vorlesung) SS 2011 (Vorlesung) SS 2012 (Vorlesung) SS 2013 (Vorlesung) SS 2014 (Vorlesung) SS 2015 (Vorlesung) SS 2016 (Vorlesung) Hospitation:
max. Teilnehmerzahl

Spezifik im Studiengang Master Biomedizinische Technik 2014
Fachname	Kognitive Systeme / Robotik
Prüfungsnummer	2200313
Leistungspunkte	4
Präsenzstudium (h)	22
Selbststudium (h)	98
Verpflichtung	Wahlpflicht
Abschluss	alternative Studienleistung
Details zum Abschluss	90% Klausur 60 min + 10% Implementierung
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL	Pflichtevaluation: SS 2017 (Fach) Freiwillige Evaluation: SS 2008 (Vorlesung) SS 2010 (Vorlesung) SS 2011 (Vorlesung) SS 2012 (Vorlesung) SS 2013 (Vorlesung) SS 2014 (Vorlesung) SS 2015 (Vorlesung) SS 2016 (Vorlesung) Hospitation:
max. Teilnehmerzahl

Spezifik im Studiengang Master Ingenieurinformatik 2009, Master Informatik 2009, Master Informatik 2013, Master Ingenieurinformatik 2014, Master Technische Kybernetik und Systemtheorie 2014, Master Biomedizinische Technik 2014
Fachname	Kognitive Systeme / Robotik
Prüfungsnummer	2200444
Leistungspunkte
Präsenzstudium (h)
Selbststudium (h)
Verpflichtung	Pflicht
Abschluss	keiner
Details zum Abschluss
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL	Pflichtevaluation: SS 2017 (Fach) Freiwillige Evaluation: SS 2008 (Vorlesung) SS 2010 (Vorlesung) SS 2011 (Vorlesung) SS 2012 (Vorlesung) SS 2013 (Vorlesung) SS 2014 (Vorlesung) SS 2015 (Vorlesung) SS 2016 (Vorlesung) Hospitation:
max. Teilnehmerzahl

Spezifik im Studiengang Master Biomedizinische Technik 2009
Fachname	Kognitive Systeme / Robotik
Prüfungsnummer	2200313
Leistungspunkte	3
Präsenzstudium (h)	22
Selbststudium (h)	68
Verpflichtung	Pflicht
Abschluss	alternative Studienleistung
Details zum Abschluss	90% Klausur 60 min + 10% Implementierung
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL	Pflichtevaluation: SS 2017 (Fach) Freiwillige Evaluation: SS 2008 (Vorlesung) SS 2010 (Vorlesung) SS 2011 (Vorlesung) SS 2012 (Vorlesung) SS 2013 (Vorlesung) SS 2014 (Vorlesung) SS 2015 (Vorlesung) SS 2016 (Vorlesung) Hospitation:
max. Teilnehmerzahl

Spezifik im Studiengang Master Biomedizinische Technik 2009
Fachname	Kognitive Systeme / Robotik
Prüfungsnummer	90335
Leistungspunkte	3
Präsenzstudium (h)	22
Selbststudium (h)	68
Verpflichtung	Pflicht
Abschluss	keiner
Details zum Abschluss
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL	Pflichtevaluation: SS 2017 (Fach) Freiwillige Evaluation: SS 2008 (Vorlesung) SS 2010 (Vorlesung) SS 2011 (Vorlesung) SS 2012 (Vorlesung) SS 2013 (Vorlesung) SS 2014 (Vorlesung) SS 2015 (Vorlesung) SS 2016 (Vorlesung) Hospitation:
max. Teilnehmerzahl

Spezifik im Studiengang Master Informatik 2013, Master Ingenieurinformatik 2014, Master Technische Kybernetik und Systemtheorie 2014
Fachname	Kognitive Robotik
Prüfungsnummer	2200100
Leistungspunkte	8
Präsenzstudium (h)	22
Selbststudium (h)	218
Verpflichtung	Wahlpflicht
Abschluss	schriftliche Prüfungsleistung, 120 Minuten
Details zum Abschluss
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL	Pflichtevaluation: SS 2017 (Fach) Freiwillige Evaluation: SS 2008 (Vorlesung) SS 2010 (Vorlesung) SS 2011 (Vorlesung) SS 2012 (Vorlesung) SS 2013 (Vorlesung) SS 2014 (Vorlesung) SS 2015 (Vorlesung) SS 2016 (Vorlesung) Hospitation:
max. Teilnehmerzahl

Spezifik im Studiengang Master Ingenieurinformatik 2009, Master Informatik 2009
Fachname	Kognitive Robotik
Prüfungsnummer	2200100
Leistungspunkte	3
Präsenzstudium (h)	22
Selbststudium (h)	68
Verpflichtung	Pflicht
Abschluss	schriftliche Prüfungsleistung, 120 Minuten
Details zum Abschluss
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL	Pflichtevaluation: SS 2017 (Fach) Freiwillige Evaluation: SS 2008 (Vorlesung) SS 2010 (Vorlesung) SS 2011 (Vorlesung) SS 2012 (Vorlesung) SS 2013 (Vorlesung) SS 2014 (Vorlesung) SS 2015 (Vorlesung) SS 2016 (Vorlesung) Hospitation:
max. Teilnehmerzahl

Spezifik im Studiengang Master Informatik 2009
Fachname	Kognitive Robotik
Prüfungsnummer	2200100
Leistungspunkte	3
Präsenzstudium (h)	22
Selbststudium (h)	68
Verpflichtung	Wahlpflicht
Abschluss	schriftliche Prüfungsleistung, 120 Minuten
Details zum Abschluss
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL	Pflichtevaluation: SS 2017 (Fach) Freiwillige Evaluation: SS 2008 (Vorlesung) SS 2010 (Vorlesung) SS 2011 (Vorlesung) SS 2012 (Vorlesung) SS 2013 (Vorlesung) SS 2014 (Vorlesung) SS 2015 (Vorlesung) SS 2016 (Vorlesung) Hospitation:
max. Teilnehmerzahl

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modul- und Fachbeschreibungen durch den Modul- oder Fachverantwortlichen finden Sie auf den Infoseiten zum Modulkatalog.