DE102014112639B4

DE102014112639B4 - System zum Erstellen von Steuerungsdatensätzen für Roboter

Info

Publication number: DE102014112639B4
Application number: DE102014112639.4A
Authority: DE
Inventors: Sami Haddadin
Original assignee: Cavos Bagatelle Verwaltungs GmbH and Co KG
Current assignee: Cavos Bagatelle Verwaltungs GmbH and Co KG
Priority date: 2014-09-02
Filing date: 2014-09-02
Publication date: 2018-02-08
Anticipated expiration: 2034-09-03
Also published as: WO2016034167A3; WO2016034167A2; KR20170058954A; DK3189385T3; DE102014112639C5; CN107077131B; JP2017530873A; JP6454015B2; KR101990418B1; EP3189385B1; US10493625B2; US20170282367A1; EP3189385A2; DE102014112639A1; CN107077131A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine System zum Erstellen von Steuerungsdatensätzen für vernetzte Roboter, aufweisend mehrere Roboter Ri, mit i = 1, 2, 3, ..., n, und n ≥ 2, einen Optimierer OE, und eine Datenbank DB, die über ein Datennetz miteinander vernetzt sind, wobei jeder Roboter Ri zumindest aufweist: eine Steuereinheit SEi zur Steuerung und/oder Regelung des Roboters Ri; eine Speichereinheit SPEi zur Speicherung von Steuerungsdatensätzen SDi(Ak), die jeweils die Steuerung des Roboters Ri entsprechend einer vorgegebenen Aufgabe Ak ermöglichen, mit k = 0, 1, 2, ..., m; eine Einheit EEi zur Vorgabe einer neuen Aufgabe Am+1 für den Roboter Ri, wobei gilt Am+1 ≠ Ak; eine Einheit EHi zur Ermittlung eines Steuerungsdatensatzes SDi(Am+1) zur Ausführung der Aufgabe Am+1 durch den Roboter Ri, eine Bewertungseinheit BEi, die den von der Einheit EHi ermittelten Steuerungsdatensatz SDi(Am+1) hinsichtlich zumindest eines Parameters P1 mit der Kennzahl KP1(SDi(Am+1)) bewertet, und eine Kommunikationseinheit KEi zur Kommunikation mit dem Optimierer OE und/oder der Datenbank DB und/oder anderen Robotern Rj≠i, der Optimierer OE, dazu ausgeführt und eingerichtet ist, nach Anforderung durch einen Roboter Ri zumindest hinsichtlich eines vorgegebenen Parameters P2 einen optimierten Steuerungsdatensatz SDi,P2(Am+1) zu ermitteln, wobei die Anforderung durch den Roboter Ri dann erfolgt, sofern die Kennzahl KP1(SDi(Am+1)) einer vorgegebenen Bedingung nicht genügt, und die Datenbank DB, die den vom Optimierer OE optimierten Steuerungsdatensatz SDi,P2(Am+1) speichert und zur Ausführung der Aufgabe Am+1 an den Roboter Ri bereitstellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Erstellen bzw. Optimieren von Steuerungsdatensätzen, die eine Steuerung und/oder Regelung eines Roboters zur Erfüllung von konkreten Aufgaben durch diesen Roboter definieren. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines ebensolchen Systems.
Der Begriff „Steuerungsdatensatz“ umfasst vorliegend Steuer- und/oder Regelungsdaten, bzw. Steuer- und/oder Regelungskommandos bzw. Steuer- und/oder Regelungsprogramme und Mischformen daraus. Durch Umsetzung des jeweiligen Steuerungsdatensatzes durch den Roboter erfolgt eine gezielte Beeinflussung von physikalischen oder anderen Größen des Roboters, wodurch der Roboter eine mit dem jeweiligen Steuerungsdatensatz verbundene Aufgabe löst, bspw. einen Fertigungsschritt an einem Montageband oder eine Handhabung eines Objekts ausführt. Die Begriffe „Steuerung“ und „Regelung“ werden dabei in ihrem fachüblichen Sinn verwendet.
Roboter werden heute an sich immer komplexer und können damit auch zunehmend komplexere Aufgaben erfüllen. Entsprechend werden die zur Erfüllung solcher komplexen Aufgaben erforderlichen Steuerungsdatensätze zur Steuerung/Regelung der Roboter ebenfalls zunehmend komplexer. Die zunehmende Vernetzung von Robotern und die Weiterentwicklung von sogenannten „Multiagentensystemen“ erlauben heute zudem kollektive Lösungen zur Erstellung von Steuerungsdatensätzen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein System anzugeben, dass es erlaubt, optimierte Steuerungsdatensätze zur Steuerung und/oder Regelung von vernetzten Robotern zu ermitteln.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe ist mit einem System zum Erstellen von Steuerungsdatensätzen für vernetzte Roboter gelöst. Das vorgeschlagene System umfasst mehrere Roboter R_i, mit i = 1, 2, 3, ..., n, und n ≥ 2, einen Optimierer OE, und eine Datenbank DB, die über ein Datennetz miteinander vernetzt sind.
Die Vernetzung der Roboter R_i, des Optimierers OE und der Datenbank DB ist vorzugsweise als Internet-basiertes Datennetz bzw. Kommunikationsnetz ausgestaltet. Die Vernetzung kann drahtgebunden oder drahtungebunden (bspw. mittels Funkverbindung) oder als Mischform realisiert sein.
Der Begriff „Roboter“ wird vorliegend weit gefasst verstanden. Er umfasst insbesondere: Roboter mit zumindest einer steuerbaren bzw. regelbaren Einheit, wie bspw. einem Manipulator, einem Effektor, einem Antriebselement, einem Aktuator, einem Element zur Fortbewegung, einem Sensor. Weiterhin umfasst der Begriff „Roboter“ insbesondere ansteuerbare oder regelbare Roboter mit lokaler oder verteilter Intelligenz, Humanoide, selbstlernende Roboter, semiautonom- und autonom agierende Roboter, flugfähige Roboter (Drohnen), schwimmfähige Roboter, tauchfähige Roboter, fahrfähige Roboter (autonomer Straßenverkehr), medizinisch nutzbare Roboter (bspw. OP-Roboter) und insbesondere Kombinationen daraus.
Das vorgeschlagene System zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass jeder Roboter R_i zumindest aufweist: eine Steuereinheit SE_i zur Steuerung und/oder zur Regelung des Roboters R_i; eine Speichereinheit SPE_i zur Speicherung von Steuerungsdatensätzen SD_i(A_k), die jeweils die Steuerung des Roboters R_i entsprechend einer vorgegebenen Aufgabe A_k ermöglichen, mit k = 0, 1, 2, ..., m; eine Einheit EE_i zur Vorgabe einer neuen Aufgabe A_m+1 für den Roboter R_i, wobei gilt A_m+1 ≠ A_k; eine Einheit EH_i zur Ermittlung eines Steuerungsdatensatzes SD_i(A_m+1) zur Ausführung der Aufgabe A_m+1 durch den Roboter R_i, eine Bewertungseinheit BE_i, die den von der Einheit EH_i ermittelten Steuerungsdatensatz SD_i(A_m+1) hinsichtlich zumindest eines Parameters P1 mit der Kennzahl K_P1(SD_i(A_m+1)) bewertet, und eine Kommunikationseinheit KE_i zur Kommunikation mit dem Optimierer OE und/oder der Datenbank DB und/oder anderen Robotern R_j≠i.
Die Steuereinheit SE_i ist vorteilhaft mit ansteuerbaren und/oder regelbaren Einheiten des Roboters R_i verbunden. Sie umfasst vorzugsweise einen Prozessor zur Ausführung der Steuerungsdatensätze SD_i, beziehungsweise von basierend auf den Steuerungsdatensätzen SD_i erzeugten ausführbaren Programmen.
Ein Steuerungsdatensatz SD_i erlaubt bzw. definiert eine konkrete Steuerung/Regelung des jeweiligen Roboters R_i derart, dass bei Ausführung der Befehle des Steuerungsdatensatzes SD_i(A_k) die Aufgabe A_k erfüllt ist. Der Begriff „Steuerdatensatz“ wird vorliegend weit gefasst verstanden, er umfasst bspw. Steuerbefehle, logische Syntax, Parameter, Formeln, Daten, etc.
Die Steuerungsdatensätze SD_i(A_k) sind für jeden Roboter vorzugsweise lokal, d.h. am Ort des Roboters, auf der Speichereinheit SPE_i gespeichert. Die Speichereinheit SPE_i kann bspw. ein handelsüblicher Massenspeicher sein.
Der Begriff „Aufgabe A_k“ wird vorliegend breit gefasst verstanden. Die Aufgabe A_k kann beispielsweise darin bestehen, den mechanischen, elektrischen und/oder sonstigen Zustand des Roboters R_i in vorbestimmter Weise zu ändern und/oder durch Einwirkung des Roboters R_i auf seine Umwelt, den Zustand der Umwelt in vorbestimmter Weise zu ändern.
Beispiel:
Eine Aufgabe kann in einem einfachen Fall bspw. darin bestehen, ein Objekt mit einem Greifarm des Roboters an einer Position P1 aufzunehmen, es an eine Position P2 zu verbringen und dort abzulegen. Allein für diese einfache Aufgabe gibt es eine Vielzahl von möglichen Steuerungsdatensätzen, die diese Aufgabe grundsätzlich erfüllen. Die Vielzahl von möglichen Steuerungsdatensätzen ergibt sich bspw. dadurch, dass zwischen den Punkten P1 und P2 unterschiedlichste Wege/Trajektorien unterschiedlich schnell oder langsam zurückgelegt werden können, etc..
Es wird vorliegend davon ausgegangen, dass ein Steuerungsdatensatz SD_i(A_k) typischerweise eine Variante von mehreren möglichen Varianten zur Lösung der Aufgabe A_k angibt. D.h. eine Aufgabe A_k für den Roboter R_i kann auch mit den Steuerungsdatensätzen SD_i(A_k)’, SD_i(A_k)’’, SD_i(A_k)’’’, ... gelöst werden, wobei die Anzahl der Hochkommas jeweils unterschiedliche Varianten des Steuerungsdatensatzes kennzeichnen. So kann sich, um im vorigen Beispiel zu bleiben, SD_i(A_k)’ und SD_i(A_k)’’ beispielsweise in der Geschwindigkeit unterscheiden, mit der der Greifarm zwischen den Positionen P1 und P2 verfahren wird.
Dem Roboter R_i sind vorliegend für eine Anzahl von m Aufgaben A_k entsprechend eine Anzahl von m Steuerungsdatensätzen SD_i(A_k) bekannt, wobei jeder Steuerungsdatensatz SD_i(A_k) die Aufgabe A_k löst. Jeder Roboter R_i verfügt damit über einen eigenen lokalen Fundus an Steuerungsdatensätzen SD_i(A_k) zur Lösung bestimmter Aufgaben A_k.
Die Einheit EE_i zur (lokalen) Vorgabe einer neuen, unbekannten, d.h. noch nicht gelösten Aufgabe A_m+1 für den Roboter R_i, weist vorzugsweise ein haptisches, akustisches und/oder ein optisches Eingabeinterface auf, mittels dem ein Nutzer die neue Aufgabe A_m+1 ein- bzw. vorgeben kann.
Um wiederum im vorherigen Beispiel zu bleiben, kann eine solche Aufgabe A_m+1 bspw. darin bestehen, das Objekt nicht an P2, sondern an P3 abzulegen, mit P2 ≠ P3. Alternativ oder zusätzlich kann die Einheit EE_i ein elektronisches Dateninterface aufweisen, über das die neue Aufgabe A_m+1 bspw. per Computer vorgegeben werden können.
Die Einheit EH_i ist vorteilhaft mit der Einheit EE_i verbunden und umfasst bevorzugt einen Prozessor und eine Programmierung, die es erlaubt, auf Basis einer für den Roboter R_i entsprechend vorgegebenen neuen Aufgabe A_m+1 einen Steuerungsdatensatz SD_i(A_m+1) zur Ausführung der Aufgabe A_m+1 zu ermitteln. Vorzugsweise ist die Einheit EH_i selbstlernend ausgeführt und eingerichtet. Vorteilhaft erfolgt das Ermitteln des Steuerungsdatensatzes SD_i(A_m+1) automatisiert. Weiterhin vorteilhaft erfolgt die Ermittlung des Steuerungsdatensatzes SD_i(A_m+1) durch die Einheit EH_i auf Basis der Steuerungsdatensätze SD_i(A_k) für k = 0 bis m. Da bedeutet, dass bereits ermittelte und damit lokal bekannte Steuerungsdatensätze SD_i(A_k) als Ausgangsbasis für die Erstellung des Steuerungsdatensatzes SD_i(A_m+1) herangezogen werden und beispielsweise der Steuerungsdatensatzes SD_i(A_m+1) durch eine entsprechende Variation eines oder mehrerer der bekannten Steuerungsdatensätze SD_i(A_k) an die neue Aufgabe A_m+1 ermittelt wird. Die Einheit EH_i ermöglicht es mithin für den Roboter R_i mit der lokal vorhandenen Rechenleistung Steuerungsdatensätze SD_i(A_m+1) zur Ausführung/Erfüllung neuer Aufgabe A_m+1 zu ermitteln.
Die Bewertungseinheit BE_i ist vorteilhaft mit der Einheit EH_i verbunden und umfasst bevorzugt einen Prozessor und eine Programmierung, die es erlaubt, den von der Einheit EH_i ermittelten Steuerungsdatensatz SD_i(A_m+1) hinsichtlich zumindest eines Parameters P1 mit der Kennzahl K_P1(SD_i(A_m+1)) zu bewerten. Ein solcher Parameter P1 kann bspw. der Energieaufwand oder die Zeit sein, die der Roboter R_i benötigt, um die durch den Steuerungsdatensatz SD_i(A_m+1) definierten Ablauf vollständig oder teilweise umzusetzen. Die Kennzahl K_P1(SD_i(A_m+1)) kann vorzugsweise als Qualitätsmaß verstanden werden, das die Qualität des Steuerungsdatensatz SD_i(A_m+1) hinsichtlich des Parameters P1 angibt. Natürlich sind eine Vielzahl anderer Parameter P1 denkbar, die je nach Anwendung oder Anforderungen alternativ oder zusätzlich gewählt werden können. Insbesondere kann der Parameter P1 auch eine Kombinationen verschiedener (Unter-) Parameter, d.h. ein Parametervektor sein. Vorteilhaft werden die Kennzahlen K_P1(SD_i(A_k)) in den lokalen Speichereinheit SE_i gespeichert und stehen somit für eine weitere Nutzung bereit.
Die Kommunikationseinheit KE_i dient der Kommunikation mit dem Optimierer OE und/oder der Datenbank DB und/oder anderen Robotern R_j≠i, und ist vorteilhaft als digitale Kommunikationsschnittstelle ausgebildet.
Das vorgeschlagene System zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass der Optimierer OE dazu ausgeführt und eingerichtet ist, nach Anforderung durch einen Roboter R_i einen zumindest hinsichtlich eines vorgegebenen Parameters P2 optimierten Steuerungsdatensatz SD_i,P2(A_m+1) zu ermitteln, wobei die Anforderung durch den Roboter R_i dann erfolgt, sofern die Kennzahl K_P1(SD_i(A_m+1)) einer vorgegebenen Bedingung nicht genügt. Mit anderen Worten, falls der von der Einheit EH_i ermittelte Steuerungsdatensatzes SD_i(A_m+1) hinsichtlich des Parameters P1 nicht die erforderliche Qualität (Kennzahl K_P1(SD_i(A_m+1)) genügt nicht einer vorgegebenen Bedingung) aufweist, dann wird vom Optimierer ein hinsichtlich des Parameters P2 optimierter Steuerungsdatensatz SD_i,P2(A_m+1) ermittelt.
Der Optimierer kann als Einheit mit zumindest einem Prozessor und einer entsprechenden Programmierung im Datennetz realisiert sein. Die Rechenleistung und der Parallelisierungsgrad des Optimierers ist vorteilhaft um ein Vielfaches höher als die Rechenleistung und der Parallelisierungsgrad einer Einheit EH_i. Der Optimierer OE kann alternativ als kollaboratives Agentensystem im Datennetz ausgebildet sein, das zumindest die Einheiten EH_i als Agenten umfasst, wobei die Ermittlung des optimierten Steuerungsdatensatzes SD_i,P2(A_m+1) in einer, mehrerer oder allen Einheiten EH_i erfolgt. Letztere Variante nutzt verteilte Rechenkapazitäten zur Lösung von komplexen Optimierungsaufgaben im Rahmen eines sogenannten „Cloud-Computing“.
Vorzugsweise ist der Optimierer OE selbstlernend ausgebildet, d.h. er nutzt vorhandenes Wissen, um neue Optimierungsaufgaben zu lösen, bspw. bereits von ihm ermittelte Steuerungsdatensätze SD_i,P2(A_k), und ggf. zugeordnet ermittelte Kennzahlen K_P2(SD_i(A_k)). Vorteilhaft sind dem Optimierer OE auch die Steuerungsdatensätze SD_i(A_k) der lokalen Roboter R_i bekannt und werden zur Ermittlung der Steuerungsdatensätze SD_i,P2(A_k) verwendet. Somit erfolgt die Ermittlung des optimierten Steuerungsdatensatzes SD_i,P2(A_m+1) vorteilhaft auf Basis bereits vom Optimierer OE ermittelter optimierter Steuerungsdatensätze SD_i,P2(A_k), mit k ≤ m, und/oder bekannter Steuerungsdatensätze SD_i(A_k), mit k ≤ m.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des vorgeschlagenen Systems sind die Parameter P1 und P2 identisch. In diesem Fall wird ein Steuerdatensatz hinsichtlich eines einheitlichen Parameters, bspw. des Energieverbrauch des Roboters, optimiert. Vorteilhaft ist der Parameter P1 und/oder der Parameter P2 ein Teilenergieverbrauch oder ein Gesamtenergieverbrauch des Roboters bei der Ausführung des jeweiligen Steuerungsdatensatzes SD_i, oder eine Teil- oder Gesamtzeitdauer, die der Roboter zur Ausführung der jeweiligen Steuerdaten SD_i benötigt, oder eine Kombination daraus. Natürlich sind je nach Anwendung und Anforderung andere Größen und/oder Parameterkombinationen denkbar.
Beispiel:
Es sei P1 = P2 der Gesamtenergieverbrauch des Roboters bei der Ausführung eines kompletten Steuerungsdatensatzes SD_i(A_m+1). Weiterhin sei die Kennzahl K_P1(SD_i(A_m+1)), eine Kennzahl, die den Gesamtenergieverbrauch des Roboters bei der Ausführung des kompletten Steuerungsdatensatzes SD_i(A_m+1) angibt. Die Kennzahl K_P1(SD_i(A_m+1)) sei größer als ein vorgegebener Grenzwert, (d.h. die Umsetzung des Steuerungsdatensatzes SD_i(A_m+1) ist Energie-ineffizienter), so dass durch den jeweiligen Roboter R_i eine Anforderung an den Optimierer OE erfolgt, einen hinsichtlich des Gesamtenergieverbrauchs P2 optimierten Steuerungsdatensatz SD_i,P2(A_m+1) zu ermitteln. Dies kann auf unterschiedliche Arten umgesetzt werden. So kann der Optimierer OE den optimierten Steuerungsdatensatz SD_i,P2(A_m+1) auf Basis des von der Einheit EH_i zuvor ermittelten Steuerungsdatensatzes SD_i(A_m+1) ermitteln. Alternativ kann der Optimierer OE den optimierten Steuerungsdatensatz SD_i,P2(A_m+1) auf Basis der vorgegebenen Aufgabe A_m+1, und der Vorgabe, den zu ermittelnden Steuerungsdatensatz SD_i,P2(A_m+1) unter der Bedingung einer Optimierung des Parameters P2 zu ermitteln, neu ermitteln. Bei letzterer Alternative werden vorteilhaft der Steuerungsdatensatz SD_i(A_m+1) und die Kennzahl K_P1(SD_i(A_m+1)) bei der Ermittlung verwendet. Vorteilhaft erfolgt die Ermittlung des optimierten Steuerungsdatensatzes SD_i,P2(A_m+1) durch den Optimierer OE daher unter Nutzung der auf den Speichereinheiten SPE_i gespeicherten Steuerungsdatensätze SD_i(A_k) mit k = 0, 1, ..., m und/oder der auf der Speichereinheiten SPE_i gespeicherten Kennzahl K_P1(SD_i(A_m+1)).
Vorteilhaft ist die Einheit EH_i weiterhin derart ausgeführt und eingerichtet, dass die Ermittlung des Steuerungsdatensatzes SD_i(A_m+1) auf Basis von Kennzahlen K_P1(SD_i(A_k)) erfolgt, die für die Steuerungsdatensätze SD_i(A_k), mit k = 0, 1, ..., m, ermittelt wurden. Das ermöglicht vorteilhaft insbesondere solche Steuerungsdatensätze SD_i(A_k) zur Ermittlung des Steuerungsdatensatzes SD_i(A_m+1) heranzuziehen, die bereits bestimmte Kennzahlen aufweisen, und somit bspw. einen besonders geringen Energiebedarf zur Umsetzung des Vorgangs oder einen besonders geringen Zeitaufwand für die vollständige Ausführung/Umsetzung des Vorgangs durch den Roboter R_i aufweisen.
Schließlich wird das vorgeschlagene System dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbank DB den von der Optimierungseinheit OE optimierten Steuerungsdatensatz SD_i,P2(A_m+1) speichert, und zur Ausführung der Aufgabe A_m+1 an den Roboter R_i bereitstellt.
Vorteilhaft umfasst auch der Optimierer OE eine Bewertungseinheit BE_OPT, die den vom Optimierer OE ermittelten optimierten Steuerungsdatensatz SD_i,P2(A_m+1) hinsichtlich zumindest eines Parameters P2 mit der Kennzahl K_P2(SD_i(A_m+1)) bewertet.
Das vorgeschlagene System ermöglicht somit eine Optimierung eines lokal, d.h. am Ort eines Roboters R_i erzeugten Steuerungsdatensatzes SD_i(A_m+1) hinsichtlich eines Parameters P2 durch einen speziell für diese Aufgabe eingerichteten und ausgelegten Optimierer OE. Der Optimierer OE hat vorzugsweise Zugriff auf alle im (ggf. weltweiten) Datennetz bereits bekannten Steuerungsdatensätze SD_i(A_k), SD_i,P2(A_k) und zugeordnete Kennzahlen K_P1(SD_i(A_k)), K_P2(SD_i(A_k)). Der Optimierer ist in einer vorzugsweisen Variante derart ausgebildet, dass das Ermitteln des optimierten Steuerungsdatensatz SD_i,P2(A_m+1) im Rahmen des sogenannten „Cloud-Computing“ erfolgt. So kann Wissen anderer, ggf. weltweit verteilter Roboter R_i zu Steuer- bzw. Regelungsdatensätzen genutzt werden.
Die Datenbank DB umfasst vorzugsweise die Speichereinheiten SPE_i. Die Datenbank DB kann eine oder mehrere im Datennetz verteilte digitale Speichereinheiten SPE_i umfassen.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb eines Systems, aufweisend mehrere Roboter R_i, mit i = 1, 2, 3, ..., n, und n ≥ 2, einen Optimierer OE, eine Datenbank DB, die über ein Datennetz zum Datenaustausch miteinander vernetzt sind, wobei eine Steuereinheit SE_i den Roboter R_i steuert; eine Speichereinheit SPE_i des Roboters R_i Steuerungsdatensätze SD_i(A_k) speichert, die jeweils die Steuerung des Roboters R_i entsprechend einer vorgegebenen Aufgabe A_k ermöglichen, mit k = 0, 1, 2, ..., m; über eine Einheit EE_i des Roboters R_i eine neue Aufgabe A_m+1 für den Roboter R_i vorgebbar ist, wobei gilt: A_m+1 ≠ A_k; eine Einheit EH_i des Roboters R_i einen Steuerungsdatensatz SD_i(A_m+1) zur Ausführung der Aufgabe A_m+1 ermittelt, eine Bewertungseinheit BE_i, die den von der Einheit EH_i ermittelten Steuerungsdatensatz SD_i(A_m+1) hinsichtlich zumindest eines Parameters P1 mit der Kennzahl K_P1(SD_i(A_m+1)) bewertet, der Optimierer OE nach Anforderung durch einen Roboter R_i zumindest einen hinsichtlich eines vorgegebenen Parameters P2 optimierten Steuerungsdatensatz SD_i,P2(A_m+1) ermittelt, wobei die Anforderung durch den Roboter R_i dann erfolgt, wenn die Kennzahl K_P1(SD_i(A_m+1)) einer vorgegebenen Bedingung nicht genügt, und die Datenbank DB die den von dem Optimierer OE optimierten Steuerungsdatensatz SD_i,P2(A_m+1) speichert und zur Ausführung der Aufgabe A_m+1 an den Roboter R_i bereitstellt.
Vorteile und vorteilhafte Fortbildungen des Verfahrens ergeben sich durch analoge und sinngemäße Übertragung der vorstehend in Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen System gemachten Ausführungen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
1 einen schematisierten Aufbau einer Variante des vorgeschlagenen Systems.
1 zeigt einen schematisierten Aufbau einer Variante des vorgeschlagenen Systems zum Erstellen von Steuerungsdatensätzen für vernetzte Roboter, aufweisend drei Roboter R₁, R₂, R₃, einen Optimierer OE und eine Datenbank DB, die über ein Datennetz DN miteinander vernetzt sind. Jeder der Roboter R_i mit i = 1, 2, 3 weist auf: eine Steuereinheit SE_i zur Steuerung und oder Regelung des Roboters R_i; eine Speichereinheit SPE_i zur Speicherung von Steuerungsdatensätzen SD_i(A_k), die jeweils die Steuerung des Roboters R_i entsprechend einer vorgegebenen Aufgabe A_k ermöglichen, mit k = 0, 1, 2, ..., m; eine Einheit EE_i zur Vorgabe einer neuen Aufgabe A_m+1 für den Roboter R_i, wobei gilt A_m+1 ≠ A_k; eine Einheit EH_i zur Ermittlung eines Steuerungsdatensatzes SD_i(A_m+1) zur Ausführung der Aufgabe A_m+1 durch den Roboter R_i, eine Bewertungseinheit BE_i, die den von der Einheit EH_i ermittelten Steuerungsdatensatz SD_i(A_m+1) hinsichtlich zumindest eines Parameters P1 mit der Kennzahl K_P1(SD_i(A_m+1)) bewertet, und eine Kommunikationseinheit KE_i zur Kommunikation mit dem Optimierer OE und/oder der Datenbank DB und/oder anderen Robotern R_j≠i. Die Datenkommunikation zwischen dem jeweiligen Roboter R_i und den ihm zugeordneten lokalen Einheiten (SE_i, SPE_i, EH_i, EE_i, BE_i und KE_i) ergibt sich in diesem Ausführungsbeispiel entsprechend der dargestellten Pfeile.
Der Optimierer OE ist dazu ausgeführt und eingerichtet, nach Anforderung durch einen Roboter R_i einen zumindest hinsichtlich eines vorgegebenen Parameters P2 optimierten Steuerungsdatensatz SD_i,P2(A_m+1) zu ermitteln, wobei die Anforderung durch den Roboter R_i dann erfolgt, sofern die Kennzahl K_P1(SD_i(A_m+1)) einer vorgegebenen Bedingung nicht genügt. Die Datenbank DB, speichert die vom Optimierer OE optimierten Steuerungsdatensätze SD_i,P2(A_m+1) und stellt diese zur Ausführung der Aufgabe A_m+1 an den Roboter R_i bereit.

Claims

System zum Erstellen von Steuerungsdatensätzen für vernetzte Roboter, aufweisend mehrere Roboter R_i, mit i = 1, 2, 3, ..., n, und n ≥ 2, einen Optimierer OE und eine Datenbank DB, die über ein Datennetz miteinander vernetzt sind, wobei – jeder Roboter R_i zumindest aufweist: eine Steuereinheit SE_i zur Steuerung und oder Regelung des Roboters R_i; eine Speichereinheit SPE_i zur Speicherung von Steuerungsdatensätzen SD_i(A_k), die jeweils die Steuerung des Roboters R_i entsprechend einer vorgegebenen Aufgabe A_k ermöglichen, mit k = 0, 1, 2, ..., m; eine Einheit EE_i zur Vorgabe einer neuen Aufgabe A_m+1 für den Roboter R_i, wobei gilt A_m+1 ≠ A_k; eine Einheit EH_i zur Ermittlung eines Steuerungsdatensatzes SD_i(A_m+1) zur Ausführung der Aufgabe A_m+1 durch den Roboter R_i, eine Bewertungseinheit BE_i, die den von der Einheit EH_i ermittelten Steuerungsdatensatz SD_i(A_m+1) hinsichtlich zumindest eines Parameters P1 mit der Kennzahl K_P1(SD_i(A_m+1)) bewertet, und eine Kommunikationseinheit KE_i zur Kommunikation mit dem Optimierer OE und/oder der Datenbank DB und/oder anderen Robotern R_j≠i, – der Optimierer OE, dazu ausgeführt und eingerichtet ist, nach Anforderung durch einen Roboter R_i zumindest hinsichtlich eines vorgegebenen Parameters P2 einen optimierten Steuerungsdatensatz SD_i,P2(A_m+1) zu ermitteln, wobei die Anforderung durch den Roboter R_i dann erfolgt, sofern die Kennzahl K_P1(SD_i(A_m+1)) einer vorgegebenen Bedingung nicht genügt, und – die Datenbank DB, die den vom Optimierer OE optimierten Steuerungsdatensatz SD_i,P2(A_m+1) speichert und zur Ausführung der Aufgabe A_m+1 an den Roboter R_i bereitstellt.
System nach Anspruch 1, bei dem der Parameter P1 und der Parameter P2 identisch sind.
System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Parameter P1 und/oder der Parameter P2 ein Teilenergieverbrauch oder ein Gesamtenergieverbrauch des Roboters bei der Ausführung des jeweiligen Steuerungsdatensatzes SD_i, oder eine Gesamtzeitdauer, die der Roboter zur Ausführung der jeweiligen Steuerdaten SD_i benötigt, oder eine Kombination daraus ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Einheit EH_i jeweils selbstlernend ausgeführt und eingerichtet ist, wobei die Ermittlung des Steuerungsdatensatzes SD_i(A_m+1) auf Basis der Steuerungsdatensätze SD_i(A_k) für k = 0 bis m erfolgt.
System nach Anspruch 4, bei dem die Einheit EH_i derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass die Ermittlung des Steuerungsdatensatzes SD_i(A_m+1) auf Basis der Kennzahlen K(SD_i(A_k)) erfolgt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Optimierer OE selbstlernend ausgebildet ist, wobei die Ermittlung des optimierten Steuerungsdatensatzes SD_i,P2(A_m+1) auf Basis bereits ermittelter optimierter Steuerungsdatensätze SD_i,P2 erfolgt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Optimierer OE als kollaboratives Agentensystem im Datennetz ausgebildet ist, das zumindest die Einheiten EH_i als Agenten umfasst, wobei die Ermittlung des optimierten Steuerungsdatensatzes SD_i,P2(A_m+1) in einer, mehrerer oder allen Einheiten EH_i erfolgt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Ermittlung des optimierten Steuerungsdatensatzes SD_i,P2(A_m+1) durch den Optimierer OE unter Nutzung der auf den Speichereinheiten SPE_i gespeicherten Steuerungsdatensätze SD_i(A_k) mit k = 0, 1, ..., m erfolgt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem in den Speichereinheit SPE_i die Kennzahlen K_P1(SD_i(A_k)) gespeichert sind.
Verfahren zum Betrieb eines Systems gemäß den Ansprüchen 1 bis 9, aufweisend mehrere Roboter R_i, mit i = 1, 2, 3, ..., n, und n ≥ 2, einen Optimierer OE, eine Datenbank DB, die über ein Datennetz zum Datenaustausch miteinander vernetzt sind, wobei – eine Steuereinheit SE_i den Roboter R_i steuert; eine Speichereinheit SPE_i des Roboters R_i Steuerungsdatensätze SD_i(A_k) speichert, die jeweils die Steuerung des Roboters R_i entsprechend einer vorgegebenen Aufgabe A_k ermöglichen, mit k = 0, 1, 2, ..., m; über eine Einheit EE_i des Roboters R_i eine neue Aufgabe A_m+1 für den Roboter R_i vorgebbar ist, wobei gilt: A_m+1 ≠ A_k; eine Einheit EH_i des Roboters R_i einen Steuerungsdatensatz SD_i(A_m+1) zur Ausführung der Aufgabe A_m+1 ermittelt, eine Bewertungseinheit BE_i, die den von der Einheit EH_i ermittelten Steuerungsdatensatz SD_i(A_m+1) hinsichtlich zumindest eines Parameters P1 mit der Kennzahl K_P1(SD_i(A_m+1)) bewertet, – der Optimierer OE nach Anforderung durch einen Roboter R_i zumindest einen hinsichtlich eines vorgegebenen Parameters P2 optimierten Steuerungsdatensatz SD_i,P2(A_m+1) ermittelt, wobei die Anforderung durch den Roboter R_i dann erfolgt, wenn die Kennzahl K_P1(SD_i(A_m+1)) einer vorgegebenen Bedingung nicht genügt, und – die Datenbank DB die den von dem Optimierer OE optimierten Steuerungsdatensatz SD_i,P2(A_m+1) speichert und zur Ausführung der Aufgabe A_m+1 an den Roboter R_i bereitstellt.