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Ein Beitrag zur Verhaltensantizipation und -regelung kognitiver mechatronischer Systeme bei langfristiger Planung und Ausführung : = Cognitive mechatronic systems - behavior anticipation and regulation in long-term planning and execution
Erscheinungsjahr
2013
Verknüpfte Titel
Beschreibungen/Notizen
Tag der Verteidigung: 05.12.2013
Paderborn, Univ., Diss., 2013
ger: Die Mechatronik ist ein aktueller Trend in der Entwicklung technischer Systeme. Durch Integration kognitiver Komponenten lassen sich mechatronische Systeme mit einer inhärenten Teilintelligenz ausstatten und ein autonomes und zielgerichtetes Handeln realisieren. Ergebnis ist eine erweiterte Informationsverarbeitung, die es den Systemen erlaubt, das erforderliche Verhalten ihrer Funktionsmodule zur Erfüllung eines Einzelauftrages eigenständig und proaktiv zu planen (Verhaltensplanung). Weil Planung einen komplexen Problembereich bildet und die gegebene Echtzeitanforderung eines mechatronischen Systems nur eine kurze Zeit zur Durchführung eines Planungsprozesses zulässt, ist der Planungshorizont zeitlich als kurzfristig einzustufen. Zusätzlich ist dieser bisher durch das Ziel des aktuellen Einzelauftrages begrenzt. Es fehlen daher Informationen über mögliche Folgeaufträge, die über den begrenzten Planungshorizont hinaus an das System herangetragen werden. Folglich kann das System die Planung von Einzelaufträgen im Zuge einer weiterführenden Ausführung bzw. den erforderlichen Reaktionsspielraum im Vorfeld nicht autonom ausrichten. In dieser Arbeit wird ein Konzept zur Lösung dieses Problems erarbeitet, das sich an dem Schema einer hierarchischen Planung orientiert. Die Herausforderung besteht in der Integration eines Regelkreises zur Verhaltensregelung und in der Definition der erforderlichen Wirkzusammenhänge. Während der rollierenden Verhaltensplanung ausgeführte (Teil-)Pläne werden erfasst und damit ein prädiktives Modell zur Verhaltensantizipation aufgebaut. Die Verhaltens- und Ereignisorientiertheit der Antizipation sowie die Klassifikation der gesammelten Ausführungsverläufe (insb. die von Zuständen) sind hierbei von besonderem Interesse.
eng: Mechatronics is a current trend in the development of technical systems. By integrating cognitive components, mechatronic systems can be equipped with inherent partial intelligence making autonomous and goal-directed action feasible. The result is advanced information processing, which allows the systems to independently and proactively plan the required behavior of their function modules (behavior planning) to fulfill a single order. Because planning is a complex problem, and the given real-time condition of a mechatronic system allows only a short time to carry out a planning process a short-term planning horizon is given. In addition this is so far limited by the objective of the current single order. Information about possible follow-up orders, which is assigned to the system beyond the limited planning horizon, is missing. Thus the system cannot autonomously adapt the planning of individual orders in the course of a further execution or the scope of required resources in advance. This thesis contains a concept to solve this problem based on the schema of hierarchical planning. The challenge is the integration of a closed-loop circuit to regulate behavior and in the definition of the necessary interdependencies. During the rolling behavior planning executed (partial), plans are recorded and a predictive model for the behavior anticipation is built up. The behavioral and result-oriented anticipation, as well as the classification of the collected execution characteristics (especially of states) are of particular interest.