Wissenschaftliche/r Mitarbeiter/in (w/m/d) für die Entwicklung einer metakognitiven Planungssoftware

^{Wissenschaftliche Tätigkeit / Projektarbeit}

Steigen Sie ein in die faszinierende Welt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), um mit Forschung und Innovation die Zukunft mitzugestalten! Mit dem Know-how und der Neugier unserer 11.000 Mitarbeitenden aus 100 Nationen sowie unserer einzigartigen Infrastruktur, bieten wir ein spannendes und inspirierendes Arbeitsumfeld. Gemeinsam entwickeln wir nachhaltige Technologien und tragen so zur Lösung globaler Herausforderungen bei. Möchten Sie diese große Zukunftsaufgabe mit uns zusammen angehen? Dann ist Ihr Platz bei uns!

Für unser Institut Robotik und Mechatronik in Oberpfaffenhofen suchen wir eine/n

wissenschaftliche/n Mitarbeiter/in (w/m/d)

für die Entwicklung einer metakognitiven Planungssoftware zur Selbstregulierung bei Fehlfunktionen

Das erwartet Sie:

Das Institut für Robotik und Mechatronik entwickelt Roboter, die es den Menschen ermöglichen, wirkungsvoller, effizient und sicherer mit der Umwelt zu interagieren. Die Roboter sollen in Umgebungen wirken, die für Menschen unzugänglich oder gefährlich sind, den Menschen aber auch während der Arbeit und im alltäglichen Leben unterstützen und entlasten.

Die Abteilung für Autonomie und Teleoperation entwickelt dabei Planungsmethoden, die für den Betrieb dieser Roboter unerlässlich sind. Diese Planungsmethoden sollen in den kommenden Jahren für den Aufbau von planetarer Infrastruktur vorbereitet werden. Die besondere Herausforderung liegt dabei darin, dass die Roboter so lange wie möglich einsatzfähig bleiben sollen, auch wenn sie Teilausfälle von Hardware zu beklagen haben. In abgelegenen Umgebungen, wie der Erforschung des Weltraums, ist die Wartung durch Menschen aber keine Option. Dies ist umso wichtiger, als moderne Leichtbauroboter aus nachgiebigen Komponenten bestehen, die stark von Verschleiß betroffen sind. Geeignete Strategien zur Verlängerung der Lebensdauer eines Systems bestehen darin, das Heben schwerer Lasten zu vermeiden, Bewegungspläne konservativer zu parametrieren und die Ganzkörpersteuerung so umzukonfigurieren, dass hohe Drehmomente vermieden werden. Diese Arbeit soll einem Roboter die Mittel an die Hand geben, solche Strategien in seinen Planungszyklus einzubeziehen.

Ihre Arbeit unterteilt sich in die nachfolgenden Teilaufgaben:

• Identifikation und Untersuchung von relevanten Fehlersituationen, die eine Umkonfiguration interner Softwarestrukturen erfordern
• Entwicklung einer Taxonomie von Fehlersituationen die mit einer Umkonfiguration von internen Softwarestrukturen behandelt werden können
• Erfassung des Istzustands der vorhandenen internen Prozesse und deren Untersuchung zur Eignung als modulare Komponente
• Entwicklung einer Metrik zur Bewertung von Fehersituationen und dem Maß an Resilienz eines Systems mit Hardwarefehlern
• Entwicklung von sogenannten Metacognitive Regulation Templates (McRTs) als neue Methode zur Abstraktion von Berechnungsmodellen als interne Affordanz, um Rekonfiguration der Softwarepakete eines humanoiden Roboters zu ermöglichen um Hardwarefehler auszugleichen
• Entwicklung eines hybriden Planers zur introspektiven Rekonfiguration, der probabilistische Logik erster Ordnung mit Top-k-Planungsmethoden kombiniert, wobei McRTs zum Einsatz kommen sollen
• Entwicklung eines Planungsverfahrens auf Basis von LLMs, der als alternativer Ansatz zur Erzeugung von resilienten Manipulationsplänen untersucht werden soll
• Entwicklung von Lernmethoden zur Beschleunigung der Lösungsfindung, z.B. unter Nutzung neuartiger Ansätze (z.B. Joint Probability Trees ), als Alternative zu planbasierten Lösungen
• Anwendung von McRTs zur Umsetzung der grundlegenden Eigenschaften metakognitiver Planung, einschließlich introspektiver Rekonfiguration, selbstbewusster Parameterdefinition und metakognitive Strategieauswahl
• Veröffentlichung der Ergebnisse in relevanten Fachzeitschriften und Konferenzen

Das erwarten wir von Ihnen:

• Abgeschlossenes wissenschaftliches Hochschulstudium (Master / Diplom-Uni) der Ingenieurwissenschaften (z.B.: aus den Fachrichtungen Informatik, Automatisierungstechnik oder Robotik) oder andere für die Tätigkeit relevante Studiengänge
• Fachkenntnisse in
• - Programmiersprachen: C, C++ und Python
• - Software Engineering: Versioning, Code-Review, Unit-/Integration-Testing, Middlewareprogrammierung
• Fließendes Englisch in Sprache und Schrift
• Kenntnisse in der Robotik
• Ausgeprägte Teamfähigkeit und Kreativität, selbständige Arbeitsweise, analytische und konzeptionelle Fähigkeiten sind von Vorteil

Unser Angebot:

Das DLR steht für Vielfalt, Wertschätzung und Gleichstellung aller Menschen. Wir fördern eigenverantwortliches Arbeiten und die individuelle Weiterentwicklung unserer Mitarbeitenden im persönlichen und beruflichen Umfeld. Dafür stehen Ihnen unsere zahlreichen Fort- und Weiterbildungsmöglichkeiten zur Verfügung. Chancengerechtigkeit ist uns ein besonderes Anliegen, wir möchten daher insbesondere den Anteil von Frauen in der Wissenschaft und Führung erhöhen. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.

Weitere Angaben:

Eintrittsdatum: sofort

Dauer: 3 Jahre 

Beschäftigungsgrad: Vollzeit (Teilzeit möglich)

Vergütung: Je nach Qualifikation und Aufgabenübertragung bis Entgeltgruppe 13 TVöD.

Kennziffer: 93498

Kontakt: 

Dr.-Ing. Daniel Leidner Institut für Robotik und Mechatronik 

Tel.: 08153 28-3849

DLR - Helmholtz / Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt

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