A review of the challenges in mobile manipulation: systems design and RoboCup challenges
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Elektrotechnik & Informationstechnik https://doi.org/10.1007/s00502-020-00823-8
A review of the challenges in mobile manipulation: systems design and RoboCup challenges Recent developments with a special focus on the RoboCup M. Sereinig, W. Werth, L.-M. Faller
Mobile robotics is already well established in today’s production lines. Navigation, control and perception for mobile robots are vivid fields of research fostering advances in Industry 4.0. In order to increase the flexibility of such mobile platforms, it is also common practice to add serial manipulator arms to their yielding systems with nine degrees of freedom and more. These platforms are not limited to industry but are supportive in various field such as service, assistance, teleoperation and also rehabilitation. Due to the operation of such increasingly complex systems in less structured and dynamic environments - often in close contact with humans more demanding challenges evolve in terms of systems design, control and sensors. These challenges are also reflected in the various RoboCup leagues. In this paper, we discuss state-of-the-art developments in mobile manipulation using developments and work done in the context of the RoboCup competition as design examples. Additionally, we elaborate on the recent challenges of the RoboCup Rescue League as well as on the RoboCup@Work League. Keywords: mobile robotics; grasping and manipulation; mobile robot control and learning; robotic sensing
Ein Überblick über aktuelle Herausforderungen im Bereich der mobilen Manipulation: Systementwurf, Regelung und Sensorik. Aktuelle Entwicklungen mit besonderem Fokus auf die Herausforderungen des RoboCup. Die mobile Robotik ist im Bereich unserer heutigen Produktionslinien bereits eine etablierte Technologie. Wichtige Teilbereiche wie Navigation, Regelung und Wahrnehmung für mobile Roboter stellen inzwischen stark beforschte Themen unserer Forschungslandschaft dar. In aktuellen Systemkonzepten der mobilen Robotik im Kontext von Industrie 4.0., also zur Erweiterung der Automatisierung als auch der Flexibilität solcher mobilen Plattformen, werden heutzutage vermehrt auch serielle Roboterarme zur Manipulation auf mobilen Plattformen eingesetzt. Die resultierenden Systeme besitzen in der Folge neun Freiheitsgrade und mehr. Im Allgemeinen beschränkt sich der Einsatz solcher Systeme nicht nur auf die Industrie, sodass sie in den Bereichen Dienstleistung, Assistenz, Teleoperation und auch Rehabilitation allgegenwärtig sind. Aufgrund des Einsatzes solcher zunehmend komplexen Systeme in weniger strukturierten und dynamischen Umgebungen - oft in engem Kontakt mit Menschen - entwickeln sich anspruchsvollere Herausforderungen in Bezug auf das Systemdesign, die Regelung und auch die Sensorik. Diese Herausforderungen werden weiterhin in den unterschiedlichen Ligen des RoboCup abgebildet. In dieser Arbeit vermitteln wir einen Einblick in aktuelle Forschungsarbeiten im Bereich mobiler Manipulatoren und stellen auch die entsprechenden Problemstellungen im Kontext des RoboCup-Wettbewer
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