Forschungsprojekt
Mehrroboter-Steuerungssystem
Projektlaufzeit
2024
Rolle und Beitrag
Projektleiter und Hauptentwickler (ca. 90 % Eigenanteil)
Eingesetzte Technologien und Kompetenzen
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Web-Frontend-Entwicklung & UI-Design (HTML, CSS, JavaScript)
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Web-Backend-Entwicklung (Node.js, Flask)
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Server- & Netzwerkadministration (Linux, Nginx)
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Softwareentwicklung (C++, Python)
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Robot Operating System (ROS)
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Bildverarbeitung & Algorithmenentwicklung (OpenCV, C++)
Einführung
Im Jahr 2024 absolvierte ich ein Forschungspraktikum an der Graduiertenschule für Ingenieurwissenschaften der Universität Tokio, das von der OECD und der Japan Atomic Energy Agency (JAEA) unterstützt wurde.
In diesem Zeitraum entwickelte ich ein Mehrroboter-Steuerungssystem, das zur Unterstützung beim Rückbau von Kernkraftwerken durch die Koordination mehrerer Roboter in Gefahrenbereichen konzipiert wurde.
Technische Umsetzung
Um eine intuitive Steuerung mehrerer Roboter zu ermöglichen, entwickelte ich eine webbasierte Benutzeroberfläche mit Funktionen zur Steuerung und Telemetrieüberwachung. Das Frontend-Framework wurde mit HTML und CSS entworfen und aufgebaut, abgeleitet von der Architektur meines früheren Projekts „POSTECH Seismometer“.
Das System nutzt eine hybride Backend-Architektur mit Node.js und Flask. Der Node.js-Server verwaltet das unbemannte Bodenfahrzeug (UGV) Pioneer und dessen latenzarmen Videostream, während der Flask-Server das unbemannte Luftfahrzeug (UAV) Tello und dessen Videoübertragung handhabt. Um diese unterschiedlichen Dienste für den Benutzer nahtlos zu integrieren, implementierte ich einen Nginx-Reverse-Proxy.
Die Kommunikation mit dem Pioneer-Roboter wurde über MQTT und das RSNP-Protokoll (Robot Service Network Protocol) hergestellt, das speziell für die Teleoperation konzipiert wurde. Die Tello-Drohne wurde über UDP-Socket-Kommunikation direkt mit dem Hauptserver verbunden.
Konzeptionelles Systemdiagramm des Robotersteuerungssystems (auf Japanisch) (Aug. 2024)
Gesamtsystemdiagramm des Robotersteuerungssystems (Sep. 2024)
Webbasierte Benutzeroberfläche und Drohnensteuerung über das System (Sep. 2024)
Abschluss des Forschungspraktikums im Bereich Multi-Roboter-Steuerungssysteme an der Universität Tokio (Aug. 2024)
Präsentation bei den NEA NEST Awards (Hauptsitz der OECD NEA, Paris) (Nov. 2025)
RSNP Contest Committee Special Award – SI2024 Conference, Japan (Dez. 2024)
3. Preis (geteilt) – NEA NEST Awards Event, Paris, Frankreich (Nov. 2025)