Masterarbeit zum Thema: Adaptive Steuerungsarchit. auf Basis von Behavior Trees für ass. Robotik

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WIR AUTOMATISIEREN DIE ZUKUNFT – UND ERÖFFNEN NEUE DIMENSIONEN. VERÄNDERUNG STARTET MIT UNS! Am Fraunhofer IFF forschen wir an Zukunftsthemen wie Energie- und Klimawende, Kreislaufwirtschaft, Automatisierungs- und Digitalisierungslösungen sowie Künstliche Intelligenz. Als Technologiepartner begleiten wir Unternehmen aus Industrie und Mittelstand auf ihrem Weg zu Industrie 4.0. Unser Ziel: eine neue Nachhaltigkeit im Sinne einer ökologisch ausgeglichenen und ökonomisch erfolgreichen Wirtschaft. Kommen Sie mit? Hier sorgst Du für Veränderung Die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) im Pflegekontext erfordert Systeme, die sicher, intuitiv und fehlertolerant auf unvorhergesehene Situationen reagieren können. Im BMBF-Verbundprojekt „MAPPLE“ entwickelt das Fraunhofer IFF eine multimodale Assistenzroboterplattform zur physischen Unterstützung von Pflegekräften. Eine zentrale Entwicklungsaufgabe ist die adaptive und fehlertolerante Steuerungsarchitektur, die als Brücke zwischen der natürlichsprachlichen Handlungsgenerierung (z. B. durch Large Language Models) und der physischen Robotersteuerung dient. Das System muss abstrakte Handlungsanweisungen in konkrete, ausführbare Roboterbewegungen übersetzen und dabei modulare Fähigkeiten (Skills) flexibel kombinieren. Hier kommst Du ins Spiel. Hiermit bringst Du Dich ein In dieser Masterarbeit soll eine prototypische Ausführungsumgebung für Handlungsmodelle, insbesondere auf Basis von Behavior Trees (BTs), konzipiert und implementiert werden. Das System soll KI-generierte Handlungsabläufe sicher ausführen und dynamische Fallback-Strategien bei Fehlern integrieren. Die Aufgaben umfassen somit: Einarbeitung in den aktuellen Entwicklungsstand der MAPPLE-Plattform, ROS/ROS2 sowie den Einsatz von Behavior Trees (BT) in der robotischen Ablaufsteuerung. Recherche und Bewertung aktueller Ansätze im Stand der Wissenschaft zu fehlertoleranten Steuerungsarchitekturen und Behavior Trees. Konzeptionierung einer Laufzeitkomponente zur Ausführung von BTs, die eine dynamische Anpassung von Parametern während der Laufzeit ermöglicht. Implementierung von Fehlererkennungs- und Fehlerbehandlungsroutinen (Fallback-Strategien) für typische Fehlerszenarien im Pflegeumfeld. Integration elementarer Roboter-Skills in die Behavior Trees. Test und Evaluierung der Architektur hinsichtlich Echtzeitfähigkeit, Performanz und Fehlertoleranz anhand definierter Pflege-Szenarien. Die Transformation abstrakter, KI-generierter Handlungsintentionen in sichere, ausführbare Roboterhandlungen birgt hohe Anforderungen an die Fehlertoleranz und Latenzzeit. Besonders die Implementierung automatischer Alternativstrategien bei unerwarteten Hindernissen oder Fehlern in einem sensiblen und dynamischen Umfeld wie der Pflege stellt eine komplexe und hochaktuelle Herausforderung dar. Die modulare Kombination elementarer Roboterfähigkeiten zu robusten Handlungsabläufen bietet viel Raum für neue Ideen und architektonische Konzepte. Was wir für Dich bereithalten Du bekommst die Möglichkeit an einem anspruchsvollem und hoch-aktuellem Themengebiet zu forschen und dabei Deine eigenen Ideen einzubringen. Dabei sammelst Du wertvolle methodische Forschungserfahrung und wirst von erfahrenen Forschern vom Fraunhofer IFF und der OvGU begleitet. Als Masterand am Fraunhofer IFF – Institut der größten Organisation für anwendungsorientierte Forschung in Europa – wirst Du neben der theoretischen Forschung auch die Möglichkeit haben, deine Konzepte praktisch an einer realen Roboterplattform umzusetzen und zu testen. Du wirst deine Fähigkeiten in den Bereichen Softwarearchitektur, Robotik (ROS/ROS2), Behavior Trees und Systemintegration erweitern und führende Tools kennenlernen. Es wird Dir nicht nur Freude bereiten neue Dinge zu erlernen und zu testen, sondern Dir auch einen späteren Berufseinstieg erleichtern – egal ob in der Forschung oder in der Industrie. Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt. Unsere Aufgaben sind vielfältig und anpassbar – für Bewerber*innen mit Behinderung finden wir gemeinsam Lösungen, die ihre Fähigkeiten optimal fördern. Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft. Bereit für Veränderung? Dann bewirb Dich jetzt, und mach einen Unterschied! Nach Eingang Deiner Online-Bewerbung erhältst Du eine automatische Empfangsbestätigung. Dann melden wir uns schnellstmöglich und sagen Dir, wie es weitergeht. Fragen zu dieser Position beantwortet Ihnen gern: Christian Vogel Gruppenleiter: MRK-Technologien und Interaktion Telefon: +493914090213 Email: Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF Kennziffer: 85461 Bewerbungsfrist: 30.09.2026