[Translate to Deutsch:] Robotics research at the LSR ranges from autonomous navigation and 3D environment understanding to legged locomotion and fast dexterous manipulation.

Several hardware platforms such as the Autonomous City Explorer (ACE) robot and the Stäubli basketball robot serve as demonstrators and provide a link between theoretical research and practical implementation.

Central robotics research goals within the ACE project are, among others, robust simultaneous localization and mapping in outdoor environments, dynamic path planning and obstacle avoidance, object recognition in 3D laserrange data and people detection in vision and range data.

The main aims of the Stäubli Basketball robot project are the investigation of fast manipulation with non-negligible dynamics as well as visual and haptic sensor fusion.

More theoretical work is conducted in the area of biped walking, where legged locomotion is investigated from control-theoretic point of view. Demonstrators for this field of research are planned for the future.

Mithilfe von Telepräsenzsystemen kann ein Mensch eine unzugängliche Umgebung erkunden und in dieser aktiv werden. Zu diesem Zweck steuert er einen Roboter, den Teleoperator (TO), über einen Kommunikationskanal (COM) mittels einer Mensch-System-Schnittstelle (HSI). Das Ziel besteht dabei darin, die kognitiven Fähigkeiten des Menschen auf für ihn aufgrund von Entfernung, Skalierung oder widriger Lebensbedingungen unerreichbare Umgebungen auszuweiten. Telepräsenzsysteme werden z.B. in der Raumfahrt, Mikromanipulation und bei Arbeiten in kontaminierten Bereichen eingesetzt.

Die allgemeinen Ziele der Telepräsenzforschung bestehen darin, die Wahrnehmung des Bedieners realistischer zu gestalten und ihm eine realitätsnahe Durchführung von Arbeiten in der entfernten Umgebung zu ermöglichen. Zu diesem Zweck müssen multi-modale Sinneseindrücke konsistent an den Bediener zurück übermittelt werden. Die Telepräsenzforschung deckt einen weiten Bereich von theoretischer Regelungstechnik über psychophysische Analysen bis zu haptischer Mensch-Maschine Interaktion ab. 

Regelungstechnische Grundlagen werden in erster Linie für hybride Systeme, Sliding Mode Regelung und Netzwerkregelung erforscht. Im Bereich der hybriden Systeme gibt es Projekte zu folgenden Themenbereichen: Optimierung, Reinforcement Learning, hierachische Pfadplanung, modellprädiktive Regelung und Verifikation. Die Forschung im Bereich der Netzwerkregelung konzentriert sich auf die Entwicklung neuartiger Regelungskonzepte, die die nicht-idealisierte Übertragung von Signalen durch ein Kommunikationsnetzwerk berücksichtigt. Neben der Forschung in den genannten Bereichen, wird grundsätzlich versucht, die gefundenen Forschungsergebnisse auf intelligente und kognitive Systeme zu übertragen.

[Translate to Deutsch:] As robots are gradually leaving factory environments and moving into human populated environments, they need to achieve higher levels of interaction with humans.
Human-robot interaction (HRI) is a research field with a wide range of applications, future scenarios, and potentially a high economic impact. This interdisciplinary research area comprises classical robotics, cognitive sciences, and psychology. HRI research at LSR focuses on aspects of cooperative decision making, planning and joint action/manipulation including topics of verbal and haptic information exchange as well as emotional robots.