Forschungsthemen
[DA] HomeTurtle v2: Ein Hardware-Software Co-Design für ein Cyber-Physikalisches System
Der HomeTurtle ist ein System zum autonomen Transport von Gegenständen in häuslichen Umgebungen, das aus drei Teilsystemen besteht. Einer mobilen Anwendung zur Interaktion, einem autonomen Roboter als Transportsystem und einem intelligenten Schrank zur Aufbewahrung und zur Verfügungsstellung von Gegenständen. Der Schrank verfügt über mehrere Boxen zur Aufbewahrung von Gegenständen, die von steuerbaren Klappen verschlossen sind. Sobald der Roboter an einer vorgesehenen Stelle unter dem Schrank steht, gibt der Roboter den Befehl zum Öffnen verschiedener Klappen. Die Gegenstände die sich in den jeweiligen Boxen befinden, fallen dann in einen Korb, der auf dem Roboter befestigt ist. Ziel dieser Arbeit ist es, den Schrank zu verbessern. Aktuell ist der intelligente Schrank ein monolithisches eingebettetes System, bestehend aus einem Mikrocontroller und mehreren Aktuatoren. Der Mikrocontroller verfügt über eine Wireless-LAN Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Roboter und der mobilen Anwendung. Die Klappen der Boxen werden über einen Permanent-Elektromagneten verschlossen, der bei Ansteuerung seine magnetische Eigenschaft verliert. Jedoch sind alle Magneten direkt mit dem Mikrocontroller verbunden, was eine nachträgliche Veränderung der Anzahl und Auswahl von Aktuatoren erschwert. Darüber hinaus ist die Logik zum Öffnen von Boxen direkt auf dem Mikrocontroller implementiert. Dies erschwert eine nachträgliche Anpassung der Steuerungslogik. Im Rahmen dieser Arbeit soll sowohl eine Hardware- als auch Softwarearchitektur für ein modulares Plug-and-Play Konzept des intelligenten Schrankes erarbeitet werden. Dieses Konzept soll eine variable, hierarchische Struktur des Schrankes und seiner Steuerung vorsehen. Dazu muss zunächst ein modulares Konzept für Schrankelemente erarbeitet werden. Diese sollen ihre eigene Steuerungslogik in das Gesamtsystem integrieren. Dabei sind diese Schrankmodule möglicherweise heterogen (sie besitzen verschiedene Sensoren und Aktuatoren).
Betreuer: Christian Piechnick