Forschung

Forschungserfahrung und Projektleitung im Bereich der Entwicklung von Sensorischen Materialien, eingebetteten Sensornetzwerken, Schaltkreisentwurf mit High-level Syntheseansätzen, Sensorsignalverarbeitung, parallelen und verteilten Datenverarbeitungssystemen mit generischen Rechnern und Schaltkreisen.

Mitgliedschaft ZWE ISIS - Sensorische Materialien

Sensoren erfordern eine Aufbereitung der aufgenommenen Daten, die aus dem Rohmaterial der gemessenen Werte Information generiert. Passive Sensoren wie Dehnungsmessstreifen benötigen zudem eine Energieversorgung.

• Entwicklung von Algorithmen und Methoden zur kontextabhängigen Informationsgewinnung aus Sensordaten.
• Entwicklung von Kommunikationsstrategien in Sensornetzwerken und Ableitung von Kommunikationsprotokollen.
• Simulation und Bewertung von Kommunikationsprozessen in Sensornetzwerken.
• Zusammenfassende Betrachtung und Simulation verbundener Energiequellen, Verbraucher und Speicher in Sensornetzwerken.
• Entwicklung und Prüfung (software- und hardware-in-the-loop) von Energiemanagement-Konzepten für Drahtlose und drahtgebundene Informations- und Energieübertragung.

Die zunehmende Granularität von Sensornetzwerken erfordert im Zusammenhang mit dem Wunsch nach sofortiger Nutzung der gesammelten Daten neue, schnelle Prinzipien der Informationsgewinnung und drahtlose Kommunikation. Dies bedingt eine lokale Energieversorgung, die Verfahren der Energieernte einschließt und eine intelligente Verwendung begrenzter Energiemengen verlangt. Da Informationsgewinnung und Energieverbrauch miteinander verknüpft sind, stellen derartige autarke Systeme hohe Anforderungen an übergeordnete Managementkonzepte.

Lehre

Ausbildung und Lehere in Bachelor und Master Kursen die Grundlagen der Informatik und Vertiefung im Bereich des Schaltkreisentwurf und parallelen Systemen vermitteln.

AG Robotik

Inhaltliche Schwerpunkte in Forschung und Lehre

Im Rahmen von Projekten im Bereich autonome, intelligente Roboter konzentrieren sich unsere Forschungsfragen auf die Auswirkung komplexer kinematischer Fähigkeiten der Systeme zur Erlangung kognitiver Fähigkeiten in natürlichen Umgebungen. Wir entwickeln, bauen und programmieren diese hochkomplexen Systeme, die von klassichen multipoden (6- und 8-beinige Laufmaschienen) bis zu dynamischen 4-Beinern und Humanoiden Systemen reichen, in unseren eigenen Laboren. Dabei ist eine hohe Integrationsleistung gefragt, die vom mechanischen Entwurf über die Entwicklung elektronischer Komponenten und Teilsysteme, Sensorik bis hin zur Programmierung auf Reglungs-, Steuerungs- und Planungsebene reicht.

Schwerpunkte

• Einführung in die Grundlagen der Entwicklung von mobilen und autonomen robotischen Systemen, begleitet durch die Vermittlung praktischer Fähigkeiten in mechanischer und elektronischer Integration, sowie Programmierung solcher Systeme
• Entwurf von Architekturen zur Steuerung von Robotern, wie reaktive, deliberative, hybride und verhaltenbasierte Robotersteuerungsarchitekturen und Einführung in Algorithmen zur Planung (A*), Lokalisierung und Kartenbildung (Bayes'scher Filter, Partikelfilter und SLAM
• Behandlung von Lernverfahren aus dem Bereich Reinforcement Learning, insbesondere modell-freier, modell-basierter und hierarchischer Ansätze; Behandlung von Lernverfahren aus den Bereichen überwachtes und unüberwachtes maschinelles Lernen und Fähigkeit zur Anwendung dieser Verfahren im Bereich autonomer Roboter
• Vermittlung von Design Guidelines für bioinspirierte Kontrollarchitekturen und Kenntnissen zur Übertragbarkeit und Anwendung biologischer Prinzipien bei der Kontrolle mobiler autonomer Roboter
• Vermittlung der Grundlagen des digitalen Schaltkreisentwurfes komplexer Systeme mit modernen Methoden und Algorithmen aus dem CAD-Bereich und programmierbaren Logikbausteinen
• Vermittlung der Systemarchitektur, Funktionsweise und des Aufbaus von komplexen massiv parallelen Systemen in Hinblick auf moderne System-On-Chip Entwurfsmethoden und High-Level Synthese Verfahren

Dr. Stefan Bosse studied physics at the University of Bremen. He received a PhD in physics in the year 2002 at the University of Bremen. In the year 2004 he joined the Department of Computer Science and the faculty of robotics. Since 2002 until today he focuses his work on parallel and distributed systems, sensorial materials, circuit design, computer aided design and robotics. Since 2008 he conducts a project in the ISIS Sensorial Materials Scientific Centre of the University of Bremen pushing interdisciplinary research, and recently joining the ISIS council.

Pers. Zusatzinformationen

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Ausgewählte Publikationen Publications of Dr. rer. nat. Stefan Bosse

[IM13]
    S. Bosse, F. Kirchner
    Autonomie und Robustheit in Verteilten Cyber-Physical Systems und Sensorischen Materialien mit Methoden der Künstlichen Intelligenz
    Industrie Management, 2013

[PERE12]
    S. Bosse, F. Pantke
    Distributed computing and reliable communication in sensor networks using multi-agent systems
    Production Engineering, Research and Development, Springer, 2012, ISSN 0944-6524, Prod. Eng. Res. Devel., DOI 10.1007/s11740-012-0420-8
   
[SSI12A]
    S. Bosse, F. Kirchner
    Smart Energy Management and Energy Distribution in Decentralized Self-Powered Sensor Networks Using Artificial Intelligence Concepts
    Proceedings of the Smart Systems Integration Conference 2012, Session 4, Zürich, Schweiz, 21 – 22 Mar. 2012

[SPIENEWS11]
    Stefan Bosse, Frank Kirchner
    Smart energy management and low-power embedded system design
    17 June 2011, SPIE Newsroom. DOI: 10.1117/2.1201106.003694

[ACM06]
    Stefan Bosse
    VAMNET: the Functional Approach to Distributed Programming
    ACM SIGOPS Operating Systems Review, 3, (2006)

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Zuletzt geändert durch sbosse am 10.01.2013