Software-Prototyp · Robotik & Automatisierung

RoboLink

Softwarebasierte Mensch-Roboter-Kommunikation und Teleoperation über große Distanzen

Simulation einer zuverlässigen Kommunikation zwischen einem menschlichen Bediener und einem entfernt platzierten virtuellen Roboter.

B.Tech Elektronik & Computertechnik Vorschlag zur Projektdiskussion

Vorschlag erkunden→

Menschlicher BedienerIndien

Internet

Virtueller RoboterLondon

Eine Idee · keine Hardware in Phase 1 erforderlich

Ein anfängerfreundlicher, softwarebasierter Ansatz zur Teleoperation01 / 10

01 / ENTDECKUNG

Problemstellung

Was wäre, wenn der Roboter und sein Bediener Tausende von Kilometern voneinander entfernt wären?

Ein Szenario für Fernbedienung

IndienBedienerseite

LondonVirtuelle Roboterseite

Wie halten wir die Kommunikation zuverlässig, wenn das Netzwerk es nicht ist?

Latenz

Befehle könnten verspätet ankommen.

Paketverlust

Einige Updates kommen möglicherweise nicht an.

Verbindungsfehler

Der Roboter hört den Bediener möglicherweise nicht mehr.

?Wie kann die Mensch-Roboter-Kommunikation über große Entfernungen zuverlässiger und sicherer werden, wenn die Netzwerkbedingungen schlecht sind?

Die Projektlinse: Verstehen Sie zuerst die Kommunikation02 / 10

02 / KONTEXT

Bestehende Technologie

Fernsteuerung und Teleoperation existieren bereits. Unser Projekt schafft Verständnis, keinen Hype.

Allgemeine BausteineHEUTE VERFÜGBAR

Internet / IPWi-Fi · 4G · 5GWebSocketMQTTROS 2 / DDSVideo · Audio

Mensch→Netzwerk→Roboter

Unsere Chance

Das Lernen sichtbar machen.

Wir werden einen anfängerfreundlichen Software-Prototyp erstellen, der die Kommunikation überwacht und eine ausfallsichere Reaktion demonstriert.

Ehrlicher Rahmen: vorgeschlagenes Studentenprojekt, kein Industrieprodukt.

Mit den Grundlagen beginnen · messen · sicher reagieren03 / 10

03 / VORSCHLAG

Was bauen wir?

RoboLink ist ein webbasiertes Softwaresystem, das ein Gespräch zwischen einem menschlichen Bediener und einem virtuellen Roboter simuliert.

Menschlicher BedienerSendet Befehle

Web-DashboardSteuert + beobachtet

KommunikationsserverLeitet Nachrichten weiter

Virtueller RoboterGibt Status zurück

Umfang Phase 1

Kein physischer Roboter, keine Motoren, ESP32, Raspberry Pi, Sensoren oder andere Hardware.

NUR SOFTWARE

Von der Idee → zum beobachtbaren Software-Prototyp04 / 10

04 / BAUEN

Unsere Projektfunktionen

Kleine, testbare Funktionen machen aus einer großen Robotik-Frage ein klares Projekt für das erste Jahr.

Steuerung des virtuellen Roboters

Vorwärts, rückwärts, links, rechts und Stopp.

Echtzeitkommunikation

Befehle senden und Antworten empfangen.

Roboterstatus

Position, simulierter Akkustand und Status.

Netzwerküberwachung

Latenz, Paketverlust und Verbindungsstatus.

Ausfallsichere Simulation

Fehler erkennen, anhalten und in den Sicherheitsmodus wechseln.

Ein Dashboard · fünf beobachtbare Verhaltensweisen05 / 10

05 / PROTOTYP

RoboLink Web-Dashboard

Ein einfacher Kontrollraum für den Bediener. Probieren Sie die Steuerung aus, um die vorgeschlagene Interaktion zu sehen.

ROBOLINKLIVE-ROBOTERSTATUS

12:42:08

ONLINEstabile Verbindung

Latenz120 ms

Paketverlust0.5 %

RoboterstatusAKTIV

Batterie82 %

PositionX = 25, Y = 40

Signalqualität

GUT

STEUERUNG VIRTUELLER ROBOTERWASD

↑←STOP→↓

Not-Halt

Bedienernachricht„Hallo Roboter“

→

Roboterantwort„Nachricht empfangen“

Interaktives Mockup · das erste Produktgespräch06 / 10

06 / TESTEN

Wie werden wir die Kommunikation testen?

Wir können das Netzwerkverhalten ohne Hardware untersuchen, indem wir die Bedingungen in der Software ändern.

Wählen Sie einen simulierten Zustand

Normales NetzwerkGeringe Verzögerung · geringer Verlust→Hohe LatenzBefehle kommen verspätet an→PaketverlustUpdates gehen verloren→TrennenKeine Antwort erhalten→

Normales Netzwerk

Latenz120 ms

Paketverlust0.5%

RoboterstatusAKTIV

Der Roboter arbeitet normal.

Diese Simulationen ermöglichen es uns zu untersuchen, wie ein ferngesteuerter Roboter auf Änderungen der Kommunikationsqualität reagieren sollte.

Testen Sie die Grenzfälle, bevor Sie Hardware hinzufügen07 / 10

07 / FOKUS

Was ist unser Hauptfokus?

Ausfallsichere Kommunikation ist das Konzept, das jeden Teil von RoboLink verbindet.

Kommunikationszuverlässigkeit

Können Befehle und Informationen den virtuellen Roboter korrekt erreichen?

Netzwerküberwachung

Können wir Latenz, Paketverlust und Verbindungsprobleme erkennen?

Sicherheit

Was passiert, wenn die Kommunikation plötzlich abbricht?

Ausfallsicherer Betrieb

Kann das System den virtuellen Roboter automatisch stoppen, wenn die Kommunikation unzuverlässig wird?

GUTE VERBINDUNGNormalbetrieb

↓

SCHLECHTE VERBINDUNGWarnung

↓

VERBINDUNG VERLORENSicherheitsmodus → Stopp

AUSFALLSICHERE KOMMUNIKATION

Im Zweifelsfall: sicher anhalten, dann wiederherstellen08 / 10

08 / RESSOURCEN

Ressourcen & Technologien

Ein leichtgewichtiger Software-Stack hält die erste Phase für unser Team praktikabel.

Software

HTML
CSS
JavaScript
Node.js
WebSocket

Entwicklung

VS Code / online coding
GitHub
Browser DevTools

Online-Dienste

GitHub
Vercel / Netlify
Suitable cloud backend

Design & Dokumentation

diagrams.net
Slides / PowerPoint / Canva
GitHub collaboration

✓

Für Phase 1 ist keine Hardware erforderlich.

Wir lernen den Kommunikations-Workflow in der Software, bevor wir physische Komponenten anschließen.

Halten Sie die erste Phase fokussiert, erschwinglich und testbar09 / 10

09 / NÄCHSTER SCHRITT

Erwartetes Ergebnis & Zukünftiger Umfang

Ein klarer erster Meilenstein: Die Kommunikationsidee in einer sicheren, beobachtbaren Softwareumgebung beweisen.

Erwartetes Ergebnis

Ein funktionierender webbasierter Software-Prototyp

RoboLink wird die Mensch-Roboter-Kommunikation über große Distanzen mithilfe eines virtuellen Roboters demonstrieren.

✓ Web-Steuerung✓ Echtzeit-Befehle✓ Netzwerküberwachung✓ Automatischer Sicherheitsmodus

Zukünftiger Umfang · nach dem Prototyp

Physischer RoboterLive-KameraZwei-Wege-AudioEchte Sensoren4G / 5GKI-HinderniserkennungCybersicherheit

“Unser erstes Ziel ist es, das Kommunikations- und Zuverlässigkeitsproblem durch Softwaresimulation zu verstehen und zu lösen, bevor wir zur physischen Robotik übergehen.”

Zurück zum Anfang↺Bereit für die Diskussion mit unserem Mentor und der Community.

Vielen Dank · Fragen & Diskussion10 / 10