Erkennung und Behandlung von Ausnahmesituationen bei der Interaktion mit humanoiden Robotern

Es wird ein Diagnosesystem für die Erkennung und Behandlung von Ausnahmesituationen, die bei der Kooperation von humanoiden Robotern mit Menschen in einer genügend komplexen Umgebung auftreten können, vorgestellt. Das Diagnosesystem wurde hybrid realisiert, um schnell auf Standardsituationen reagieren und trotzdem noch nicht aufgetretene Ausnahmen behandeln zu können. Bereits bekannte Standardfehler werden assoziativ behandelt. Für die verbleibenden wurde die konsistenzbasierte Diagnosetechnik von einer komponentenorientierten Modellierung des technischen Systems Roboter auf eine auch ablauf-orientierte Modellierung der Aktionen übertragen. Dazu sind die Handlungen als Folgen von Elementaroperationen zu beschreiben, die für einen erfolgreichen Ablauf festgelegte Vor- und Nachbedingungen erfüllen müssen. Diese Bedingungen können sich im Laufe der Abarbeitung eines Plans mehrfach ändern, so dass die zeitabhängige Erfülltheit der Bedingungen ebenfalls modelliert werden muss, insbesondere bei Nebenläufigkeit. Die anschließende Ausnahmebehandlung ordnet zunächst jedem Fehler mit Hilfe einer einfachen Vorschrift ein vorgegebenes Handlungsmuster zu, um das Sichtbarwerden von Störungen nach außen zu verhindern oder zumindest in Umfang und Auswirkungen zu begrenzen.

A diagnostic system is presented for the detection and recovery from exceptional situations that may occur in the cooperation of humanoid robots and humans in a rather complex environment. It is a hybrid system for a quick response to standard situations but still able to react to rather unknown exceptions. Already known standard errors are treated by associative diagnosis while for the remaining faults consistency-based techniques in diagnosis were transferred from a merely component oriented modelling of the robot to an operation oriented modelling of its actions as well. The actions had to be described as sequences of elementary operations that must fulfil a set of pre- and postconditions for a correct behaviour. These conditions may vary several times during the execution of a plan and may be time-dependent, especially for concurrent actions. The following recovery procedure defines the reaction to malfunction and strategies to delimit the effects of a failure and was done by a simple assignment for a start.