BIN425: Capstone: Robotikwerkstatt

Wahlpflicht-Module

BIN425: Capstone: Robotikwerkstatt

Kurzporträt BIN425: Capstone: Robotikwerkstatt

Worum geht es? In diesem Modul arbeiten Studierende an einem realen oder realitätsnahen robotischen System. Sie entwickeln ein abgegrenztes Teilsystem, integrieren Software, Sensorik, Kommunikation und Systemverhalten und vertreten ihre Ergebnisse in englischer Sprache. Ein möglicher Kontext ist ein kooperatives System mobiler Roboter.

Wofür braucht man es? Robotische Systeme entstehen durch das Zusammenspiel vieler Komponenten, nicht durch einzelne Algorithmen. Die Kompetenzen werden benötigt, wenn Software in bestehende technische Systeme integriert, getestet und in international geprägten Projektkontexten nachvollziehbar dokumentiert und diskutiert werden muss.

Wieso ist es interessant? Die Robotikwerkstatt macht sichtbar, wie aus Schnittstellen, Sensorwerten, Teamarbeit und Software ein integriertes System entsteht. Studierende verbinden technische Entwicklung unter realitätsnahen Bedingungen mit englischer Fachkommunikation und sichtbarem Systemverhalten.

Modulverantwortung

Prof. Dr. Holger Dander

Lehrperson(en)

Prof. Dr. Holger Dander
Prof. Dr. Matteo Zella
Lehrende des Sprachenzentrums

Verwendbarkeit

Bachelor Informatik

Fächergruppe

Informatik

Modultyp

Wahlpflicht

Sprache

Deutsch und Englisch

Angebot

Wintersemester

Dauer

1 Semester

Credits

5 ECTS

Benotung

Deutsche Notenskala 1-5

SWS

- V | - Ü | 2 P | 2 S

Workload

Präsenzstudium: 45 Std. Selbststudium: 90 Std.

Engl. Titel

Capstone: Robotics Workshop

Empfohlene Voraussetzungen

BIN421: Hardwarenahe Systementwicklung: Embedded-Software, Schnittstellen, Hardwareabstraktion.
BIN422: Echtzeitsysteme: Zustandsmodellierung, Ereignisse, Logging, Zeitverhalten.
BIN423: Security and Safety for Embedded Systems: sicherheitsbewusste Systementwicklung, Risiken, Dokumentation.

Zugehörige Lehrveranstaltungsteile

BIN425a: Robotikwerkstatt - Capstone-Projekt: 3 ECTS, 2 P
BIN405b: Englische Sprachkompetenz: 2 ECTS, 2 S

Lernergebnisse / Kompetenzen

WAS

Mit erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, eine abgegrenzte Entwicklungs- und Integrationsaufgabe in einem eingebetteten robotischen System im Team fachlich fundiert zu planen, umzusetzen, technisch zu dokumentieren und ihre Ergebnisse in englischer Sprache nachvollziehbar zu vertreten.

WOMIT

Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie

Anforderungen und Schnittstellen eines robotischen Teilsystems aus einem gegebenen Gesamtsystem ableiten,
eine modulare Softwarelösung für eine eingebettete, Linux-basierte Rechenplattform entwerfen und implementieren,
Hardwarezugriffe kapseln und über definierte Kommunikationsschnittstellen mit vorhandenen Komponenten interagieren,
Sensorinformationen, Zustände und Systemereignisse erfassen, auswerten und für Systemverhalten nutzbar machen,
Integrationsprobleme durch Diagnose, Logging und Tests nachvollziehbar bearbeiten,
ihre Arbeit in Projektmeetings abstimmen, technische Entscheidungen im Team begründen und Ergebnisse für fachfremde oder anwendungsnahe Zielgruppen verständlich dokumentieren und präsentieren (BIN425a),
ihr englisches Sprachniveau bestimmen, geeignete Lernangebote nutzen und ihre Sprachkompetenz bis zum Niveau B2 weiterentwickeln (BIN405b).

WOZU

Die Studierenden nutzen diese Kompetenzen, um komplexe Entwicklungs- und Integrationsaufgaben in eingebetteten, robotischen und cyber-physischen Systemen zu bearbeiten und in international geprägten Studien- und Berufskontexten fachlich zu vertreten. Dies bereitet auf Tätigkeiten in Robotik, Embedded-Softwareentwicklung, Systemintegration, Automatisierungstechnik und technischer Produktentwicklung vor.

Inhalte

Veranstaltungsteil BIN425a: Robotikwerkstatt - Capstone-Projekt

Entwicklungs- und Integrationsaufgaben in robotischen und cyber-physischen Systemen
Analyse von Anforderungen, Schnittstellen und Systemgrenzen
Modulare Embedded-Softwarearchitektur auf Anwendungsebene
Linux-basierte eingebettete Rechenplattformen
Hardwareabstraktion und Kommunikation mit Fahrplattformen, Sensoren oder Aktoren
Zustandsverwaltung, Ereignisverarbeitung und strukturierte Systemdiagnose
Sensornahe Informationsverarbeitung, Hinderniserkennung, QR-Code-Auswertung oder Abstandserfassung
Lokalisierung, Koordination, Gestenerkennung oder kooperatives Transportverhalten
Integration, Testbarkeit, Logging und Fehlersuche
Technische Dokumentation von Schnittstellen, Architekturentscheidungen und Testergebnissen
Adressatengerechte Präsentation technischer Ergebnisse

Veranstaltungsteil BIN405b: Englische Sprachkompetenz

Erhebung und Einordnung des individuellen Sprachniveaus
Bestimmung des persönlichen Lernbedarfs
Nutzung geeigneter Selbstlernangebote und Veranstaltungen des Sprachenzentrums
Feedback und Reflexion des Lernfortschritts
Vorbereitung auf englischsprachige Präsentation und Fachdiskussion

Prüfungsvorleistung

Testat im Veranstaltungsteil BIN405b: Englische Sprachkompetenz: Nachweis des englischen Sprachniveaus B2. Der Nachweis ist Voraussetzung für die Teilnahme an der Prüfungsleistung.

Prüfungsleistung

Studien- oder Projektarbeit. Das Prüfungskonzept ist als Projektarbeit mit technischer Dokumentation und Präsentation und/oder Fachgespräch in englischer Sprache im Veranstaltungsteil BIN425a: Robotikwerkstatt - Capstone-Projekt ausgestaltet. Bewertet wird ausschließlich die fachlich-informatische Leistung; die Bewertung erfolgt individuell auf Grundlage des eigenen Beitrags, der technischen Qualität, der Dokumentation und der adressatengerechten Darstellung.

Literatur

Roland Siegwart, Illah R. Nourbakhsh, Davide Scaramuzza: Introduction to Autonomous Mobile Robots. 2. Auflage, MIT Press, 2011.
Len Bass, Paul Clements, Rick Kazman: Software Architecture in Practice. 4. Auflage, Addison-Wesley, 2021.
Ian Sommerville: Software Engineering. 10. Auflage, Pearson, 2015.
Christopher Hallinan: Embedded Linux Primer. 2. Auflage, Pearson, 2010.
Peter Corke: Robotics, Vision and Control. 3. Auflage, Springer, 2023.