PDF-Beschreibung der Abschlussarbeit

Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme
Prof. Dr.-Ing. Sören Hohmann
Wilhelm-Jordan-Weg, Geb. 11.20
76131 Karlsruhe | www.irs.kit.edu
Ansprechpartner:
Beginn: nach Absprache
Jairo Inga Charaja, M.Sc.
IRS, Raum 107
experimentell
Dauer: 3-6 Monate
anwendungsorientiert
theorieorientiert
Ihre Interessen:
Tel.: 0721/608-43236
Modellbildung
Optimierung
[email protected]
Identifikation
Regler-/Beobachterentwurf
Bachelorarbeit
Evaluation menschlicher Bewegungen
mittels inversen Optimierungsverfahren
Motivation:
Um zuverlässige kooperative Regelungssysteme zu entwickeln ist die
Auslegung einer geeigneten Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine
notwendig, wofür die Kenntnis der Bewegungsabläufe des Menschen
erforderlich ist. Eine Möglichkeit, die menschliche Intention zu modellieren,
ist durch die Optimierungstheorie gegeben. Hierbei wird angenommen,
dass menschliche Bewegungen optimal in Bezug auf eine bestimmte
Gütefunktion sind, die das Ziel eines Menschen beschreibt.
Am IRS wurden sogenannte inverse Optimierungsverfahren zur
Identifikation einer Gütefunktion aus gegebenen Trajektorien entwickelt.
Jedoch ist zu berücksichtigen, dass eine Variabilität in menschlichen
Bewegungen vorhanden ist, selbst wenn das Ziel unverändert bleibt. Dies
stellt eine Herausforderung für die inversen Verfahren dar, insbesondere
bei der Betrachtung menschlicher Bewegungen in einem kooperativen
Szenario.
𝐽 𝑥 𝑡 ,𝑢 𝑡
Aufgabenstellung:
In dieser Arbeit sollen gegebene inverse Optimierungsmethoden
auf reale menschliche Bewegungen angewendet werden. Nach
einer Einarbeitung in die optimierungsbasierten Modellierung
menschlicher Bewegungen und in die Funktionsweise der
Algorithmen soll ein Testszenario entworfen werden, bei dem
menschliche Bewegungen mithilfe von MotionTracker-Sensoren
aufgenommen werden sollen. Das Szenario soll anschließend
erweitert werden, so dass eine kooperative Aufgabe mit einer
Automation mit fester Gütefunktion entsteht. Zuletzt soll gezeigt werden, welche Auswirkungen die
Variabilität in den menschlichen Bewegungen auf die Ergebnisse der Identifikation der Gütefunktionen zu
beobachten sind.
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft