Organic Fault-tolerant control Architecture for Robotic Applications

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Werner Brockmann
• Subject Area: Security and Dependability, Operating-, Communication- and Distributed Systems
• Term: from 2005 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 21050347

Die Beherrschung von Komplexität ist eine der größten Herausforderungen für zukünftige verlässliche IT-Systeme. Traditionelle Fehlertoleranz mit ihren expliziten Fehlermodellen scheint hier ihre Grenzen zu erreichen. Lebende Organismen haben dagegen sehr effektive und effiziente Mechanismen wie das vegetative Nervensystem oder das Immunsystem entwickelt, mit denen sie auch auf unvorhergesehene Situationen adaptiv und selbst-organisierend reagieren können. Diese Systeme arbeiten unbewusst, emergent und machen den Körper selbst-schützend, selbst-heilend, selbst-optimierend und selbst-konfigurierend. Inspiriert durch diese organischen Prinzipien soll die Kontrollarchitektur ORCA (Organic Robot Control Architecture) entwickelt werden. Zielplattformen sind komplexe verteilte eingebettete Echtzeitsysteme, insbesondere autonome mobile Roboter. Statt expliziter Fehlermodelle wird der Gesundheitszustand des Systems kontinuierlich durch sog. OCUs (Organic Control Units), überwacht, die eng mit BCUs (Basic Control Units) verbunden sind, welche das normale Verhalten implementieren. Mit Techniken wie regelbasierten hybriden Crisp-Fuzzy Systemen oder adaptiven Filtern sind die OCUs online lernfähig und emergent an neue unvorhergesehene (Fehler-)Situationen adaptierbar. Zur Evaluation sind Simulationen und Experimente mit realen Kletterrobotern geplant.

• DFG Programme: Research Grants