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\chapter{Einleitung}
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\section{Motivation}
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Das Feld der Mensch-Roboter-Kollaboration entwickelt sich mit zunehmender Geschwindigkeit fort.
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Viele Unternehmen bieten neue Lösungen für die unterschiedlichsten Einsatzszenarien der Endanwender.
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Dabei ist eine Prüfung des Anwendungsfalls sinnvoll, um etwaige Probleme der Interaktion früh erkennen und beheben zu können.
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Diese Prüfung kann durch eine Simulation, in welcher der konkrete Anwendungsfall abgebildet wird, vereinfacht werden.
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Außerdem bietet eine Simulation die Möglichkeit, die Aufgabe des Roboters, ohne dessen Anschaffung, evaluieren zu können.
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Das so gefertigte Modell des Anwendungsfalls könnte später auch als Grundlage für einen digitalen Zwilling dienen.
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Dieser kann später zur Wartung und Fehlerdiagnose des Systems genutzt werden.
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-MRK häufiger ein Thema
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-Anwendungsfälle sollen evaluiert werden
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-Erprobung von Szenarien ohne Roboter
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->Simulation eine kompletten Szenarios mit Roboter und Mensch
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\section{Stand der Wissenschaft}
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Aktuelle Arbeiten:
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-Planung von Interaktionen
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-Parametervergleiche von maschinellen und menschlichen Bewegungen
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-Vermeidung von Kollisionen und Strategie
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-Steuerung von Robotern mit Behavior Trees
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-> Keine allgemeine Simulation einen gesamten Szenarios mit Mensch.
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\url{https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2351978918311442}
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\url{https://www.researchgate.net/publication/319888916_Interactive_Simulation_of_Human-robot_Collaboration_Using_a_Force_Feedback_Device}
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\url{https://elib.dlr.de/120687/1/human_motion_projection.pdf}
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\url{https://www.researchgate.net/publication/220065749_Human-Robot_Collaboration_a_Survey}
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\section{Welche Szenarien}
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Die drei zu modellierenden Szenarien sollten so gewählt werden, dass in vorherigen Szenarien genutzte Bestandteile in späteren, komplexeren Szenarien weiter genutzt werden können.
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Hierfür kommen bestimmte Aufgaben, wie zum Beispiel die Interaktion mit Objekten, besonders in Frage, da diese viele ähnliche Bestandteile haben, jedoch mehrere Szenarien denkbar sind.
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Dazu zählen zum Beispiel das Hineingreifen in einen Prozess, das Aufheben von Material oder das begutachten eines Objekts, welche alle nur eine Bewegungsabfolge eines Menschen sind.
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Das erste abgebildete Szenario soll sich mit der Simulation einer bereits vollautomatisierten Fertigungsaufgabe handeln, in welcher ein Roboter im Arbeitsbereich eines Menschen Teile fertigt.
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Die zu erwartende Interaktion beschränkt sich hierbei auf die Anpassung der Fahrgeschwindigkeit bei Annäherung des Menschen, um Kollisionen zu vermeiden.
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Dieses Szenario ist ein Beispiel für eine Koexistenz zwischen Roboter und Mensch, wo beide an unterschiedlichen Aufgabe, jedoch im selben Raum, arbeiten.
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Außerdem werden grundlegende Aspekte der Simulation getestet, wie zum Beispiel das Bewegen von Mensch und Roboter und die sicherheitsrelevante Aktion der Geschwindigkeitsanpassung.
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Im zweiten Szenario prüft und sortiert der Roboter Teile und legt die guten Exemplare auf einem Fließband zur Weiterverarbeitung ab.
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Die Mängelexemplare werden hingegen in einer besonderen Zone abgelegt, von wo sie vom Menschen abtransportiert werden.
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In diesem Szenario wird das vorhergegangene Szenario um weitere Aspekte ergänzt, was dieses zu einem
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Die dritte simulierte Aufgabe stellt ein Kollaborationsszenario dar, in welchem Mensch und Roboter an der selben Aufgabe arbeiten.
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Hierbei soll eine Palette entladen werden, wobei der Roboter nicht jedes Objekt ausreichend manipulieren kann.
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Dies resultiert in Problemen beim Aufheben, Transport und Ablegen der Objekte.
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In diesen Fällen muss nun ein Mensch aushelfen, wodurch er mit dem Roboter in Interaktion tritt.
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\section{Welcher Nutzen / Contributions}
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Durch diese Arbeit soll in zukünftigen Projekten die Möglichkeit geschaffen werden, konzeptionelle Probleme bei der Erstellung neuer Aufgabenbereiche eines Roboters frühzeitig durch Simulation erkennbar zu machen.
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Dazu ist eine schnelle Konfiguration von sowohl Roboter als auch Mensch auf unterschiedliche Szenarien nötig, welche durch eine Beschreibungssprache definiert werden sollen.
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Durch deren einfache Struktur soll komplexes Verhalten einfach und überschaubar definierbar sein, welches dann in der Simulation getestet werden kann.
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- Erkennen von konzeptionellen Problemen vor Ersteinsatz
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- Definition von Interaktion mit einfacheren Strukturen als State-Machines
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