RackKI - Automatisierte Integration von Avionik-Racks mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz

Abstract

Ziel des Vorhabens war die Entwicklung eines KI-gestützten Systems zur automatischen Integration und Testung von modularen OBC-Modulen mit CompactPCI (cPCI) Schnittstelle in Avionik-Racks. Hierfür wurde eine Roboterzelle entworfen und optimiert, ein kraftbasierter Regler auf Basis menschlicher Demonstrationen in Simulation entwickelt, eine offline-Trajektorienplanung für die effiziente Testausführung implementiert und das Gesamtsystem in einem neuen Planungssystem für Testabläufe integriert. Neben der Evaluation im AIT-Kontext wurde eine perspektivische Nutzung für die In-Orbit Testung auf der Bartolomeo-Plattform untersucht. Im Rahmen des Vorhabens fanden Arbeiten in verschiedenen Bereichen statt. Für den Entwurf der Roboterzelle wurde eine Optimierung auf Basis der kinematischen Manipulierbarkeit durchgeführt, Die kraftbasierte Manipulation erforderte eine iterative Entwicklung eines formschlüssigen Griffkonzepts für cPCI-Steckkarten. Für das Einstecken und die Entnahme der Karten wurde eine zweistufiger Regler implementiert, der kraftbasierte Strategien aus menschlicher Demonstration lernt und mithilfe der Kraft-Momenten-Sensorik des Arms ausführen kann. Für das Erzeugen von Trainingsdaten musste eine Simulationsumgebung implementiert werden. Abschließend wurde ein sampling-basierter Planer mit einer Trajektoriendatenbank kombiniert, um die notwendigen Bewegungen zwischen Steckplätzen effizient planen und abfahren zu können. Das gesamte System wurde in ein neu entwickeltes Planungssystem integriert, das Nutzern die intuitive Definition neuer Testabläufe erlaubt und die Kontrolle der Zelle ohne Zugang zum Reinraum ermöglicht.