An Ontology-Based Expert System for the Systematic Design of Humanoid Robots

Die Entwicklung humanoider Roboter ist eine zeitaufwendige, komplexe und herausfordernde Aufgabe. Daher stellt diese Thesis einen neuen, systematischen Ansatz vor, der es erlaubt, Expertenwissen zum Entwurf humanoider Roboter zu konservieren, um damit zukünftige Entwicklungen zu unterstützen. Der Ansatz kann in drei aufeinanderfolgende Schritte unterteilt werden. Im ersten Schritt wird Wissen zum Entwurf humanoider Roboter durch die Entwicklung von Roboterkomponenten und die Analyse verwandter Arbeiten gewonnen. Dieses Wissen wird im zweiten Schritt formalisiert und in Form einer ontologischen Wissensbasis gespeichert. ... mehrIm letzten Schritt wird diese Wissensbasis von einem Expertensystem verwendet, um Lösungsvorschläge zum Entwurf von Roboterkomponenten auf Grundlage von Benutzeranforderungen zu generieren. Der Ansatz wird anhand von Fallstudien zu Komponenten des humanoiden Roboters ARMAR-6 evaluiert: Sensor-Aktor-Controller-Einheiten für Robotergelenke und Roboterhände.

The design of humanoid robots is a time-consuming, complex and challenging task. Therefore, this thesis presents a novel, systematic approach to preserve expert knowledge on the design of humanoid robots in order to support future developments. The approach can be divided into three successive steps. In the first step, design knowledge on humanoid robots is gained by developing robot components and analyzing related work. In the second step, this knowledge is formalized resulting in an ontological knowledge base. In the last step, this knowledge base is used by an expert system to generate design solutions for robot components based on user requirements. ... mehrThe approach is evaluated through case studies on components of the humanoid robot ARMAR-6: sensor-actuator-controller units for robot joints and robotic hands.