Thema

Titel: Entwurf und Umsetzung der Simulation von Deformable Linear Objects in einer Cloud-Umgebung
Typ:
  • Masterarbeit
  • Bachelorarbeit
  • Studienarbeit
Betreuer:
Status: offen

Hintergrund

Im Graduiertenkolleg Soft Tissue Robotics wird die Handhabung von Deformable Linear Objects (Seilen, Drähten, Kabeln, …) mit Industrierobotern untersucht. Hierbei soll auf interne Größen des Materials zugegriffen werden, die am realen Material im Betrieb nicht oder nur schwer messbar sind. Um dennoch eine Schätzung dieser Größen zur Verfügung zu haben, werden Simulationen des Materials verwendet, da diese eine Einsicht in beliebige interne Größen erlauben.

Problemstellung

Die Steuerung des Roboters weist aus Kostengründen meist nur knappe Rechen- und Speicherressourcen auf, die für die Ausführung einer Materialsimulation nicht ausreichend sind. Eine zusätzliche Simulation muss also auf einem separaten Rechner stattfinden. Hierbei müssen Fragen geklärt werden, wie eine solche Umsetzung aussehen kann und welche Anforderungen sich ergeben. Damit die Arbeit nicht nur aus theoretischen Fragestellungen besteht, soll ein Teil auch in der Umsetzung der recherchierten Konzepte bestehen.

Aufgabe

Um die Umsetzung flexibel zu halten soll die Ausführung komponentenweise in einer Cloud-Umgebung stattfinden. Für diese Umsetzung müssen die Anforderungen an die Virtualisierung und Kommunikation formuliert werden. Die Auswahl einer Virtualisierungslösung in Form einer virtuellen Maschine oder von Containerformaten (Docker, LXD, nativ, …) soll anhand der Anforderungen erfolgen und die praktische Umsetzung an einem vereinfachten Beispiel (Matlab-Simulation kompilieren und auf die Cloud-Umgebung bringen) demonstriert werden.

Konkret sollen folgende Aufgabenpunkte bearbeitet werden:

  • Aufbau einer einfachen Materialsimulation in Matlab
  • Formulieren von Anforderungen zur Ausführung der Simulation in einer virtuellen Umgebung (Kommunikation, )
  • Recherche zu und Auswahl von geeigneten Virtualisierungsumgebungen (virtuelle Maschine oder Container)
  • Konzeption und Aufbau einer virtuellen Umgebung mit Simulation, sowie von weiteren beispielhaften Containern zur Demonstration der Kommunikation, beispielsweise Visualisierung und Ansteuerung von außerhalb
  • Auslagern der Simulation in eine Cloud-Umgebung
  • Ausarbeitung und Präsentation der Ergebnisse

Anforderung

  • Kenntnisse in Matlab und ein bisschen Programmiererfahrung
  • Selbstständige, kreative Arbeitsweise
  • Grundkenntnisse mit Linux bzw. Interesse an der Einarbeitung
  • Interesse an der Verbindung von anspruchsvoller Theorie mit praktischer Umsetzung

Kenntnisgewinn

  • Einblicke und Wissensaufbau in einem gefragten Thema
  • Kenntnisse in LaTeX (Die Arbeit soll in LaTeX geschrieben werden)
  • Wissenschaftliches Arbeiten und Projektmanagement

Interessierte Studierende können sich formlos per E-Mail oder telefonisch bei mir melden. Mit der Arbeit kann zeitnah begonnen werden.