Abschlussarbeit im Bereich humanoide Roboter & KI - unterschiedliche Themenschwerpunkte

Am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB machen wir aus neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen technische Innovationen – und leisten so unseren Beitrag zur Gestaltung der Zukunft.

Mit deiner Abschlussarbeit unterstützt du unser Team im Bereich Human-AI Interaction und arbeitest an praxisnahen Projekten, die in Kooperation mit Industrie- oder Forschungspartnern umgesetzt werden. Dabei kannst du dein theoretisches Wissen direkt in die Praxis übertragen. In unserer Forschungsgruppe werden komplexe Versuchsaufbauten und Demonstratoren entwickelt, um humanoide Roboter in menschengerechten Umgebungen zu erproben. Wir suchen ab sofort für sechs Monate Studierende, die unser Team unterstützen. Nur zehn Minuten Fußweg vom Campus Süd des KIT entfernt wartet deine Chance, Teil unserer renommierten Forschungseinrichtung zu werden.

Wir bieten fünf Themenschwerpunkte – wähle deinen:

1. Multi-Agent-Orchestrierung für humanoide Roboter: mehrere humanoide Roboter koordinieren und lokalisieren

2. Sim-to-Real-Transfer für humanoide Roboter: in der Simulation trainiertes Verhalten auf den echten Roboter übertragen

3. Imitation Learning für humanoide Roboter: Roboter lernen Bring-Aufgaben durch Nachahmung menschlicher Demonstrationen

4. Teleoperative Überwachung mit humanoidem Roboter: einen humanoiden Roboter aus der Ferne steuern und überwachen

5. Human-AI Interaction Harness für humanoide Roboter in der Pflege: eine Laufzeitumgebung, mit der KI-Agenten Roboter und Sensorik sicher in der Pflege nutzen können

Klingt spannend? Dann bewirb dich jetzt und nenne in deiner Bewerbung den Themenschwerpunkt, der dich am meisten interessiert. Im Bewerbungsgespräch sprechen wir gemeinsam über Thema und Ausrichtung deiner Arbeit.

Hier sorgst Du für Veränderung

Deine Aufgaben hängen vom gewählten Schwerpunkt ab:

1. Multi-Agent-Orchestrierung für humanoide Roboter:

• Recherche und Konzeption einer Multi-Agent-Orchestrierungs-Architektur für humanoide Roboter in Gebäuden

• Entwicklung von Strategien zur verteilten Lokalisierung und Orientierung (z. B. Sensor-Fusion, RTLS-Integration)

• Implementierung eines Prototyps zur Koordination mehrerer Agenten/Roboter im Gebäude

• Evaluation hinsichtlich Lokalisierungsgenauigkeit, Robustheit und Skalierbarkeit

2. Sim-to-Real-Transfer für humanoide Roboter

• Aufbau einer Simulationsumgebung für Werkzeug-Bring-Aufgaben (z. B. in Isaac Sim)

• Implementierung von Reinforcement-Learning-Policies für Greif- und Transportmanipulation in der Simulation

• Anwendung von Domain-Randomization und Transfer-Strategien (Sim-to-Real)

• Validierung der trainierten Policies auf dem realen humanoiden Roboter und Dokumentation des Transfers

3. Imitation Learning für humanoide Roboter

• Erhebung und Aufbereitung von Demonstrationsdaten für Werkzeug-Bring-Aufgaben (z. B. via Teleoperation oder kinematischer Aufzeichnung)

• Implementierung und Training eines Imitation-Learning-Modells zur Nachahmung menschlicher Bring-Manipulationen

• Evaluation der Generalisierungsfähigkeit auf verschiedene Werkzeuge und Ablageorte

• Erprobung am humanoiden Roboter und Dokumentation der Ergebnisse

4. Teleoperative Überwachung mit humanoidem Roboter

• Konzeption und Implementierung einer teleoperativen Steuerungspipeline für einen humanoiden Roboter

• Entwicklung von Methoden zur Visualisierung von Sensor- und Umgebungsdaten für den Operator

• Erprobung der Low-Latency-Steuerung in menschengerechten Umgebungen (z. B. Fahrstuhlknöpfe, Türen, Gänge)

• Evaluation der Eignung teleoperativen Monitorings hinsichtlich Reaktionszeit und Situationsbewusstsein

5. Human-AI Interaction Harness für humanoide Roboter in der Pflege

• Konzeption einer generischen Laufzeitumgebung (Harness) für KI-Agenten in Pflege-Szenarien

• Einheitliche Anbindung von Werkzeugen und Informationsquellen (Kameras, Sensoren, RTLS, HMI-Systeme, Roboter)

• Verwaltung von Kontext und Weltzustand (Personen-, Objekt-, Maschinenzustände) für Pflege-Tätigkeiten

• Implementierung von Berechtigungs- und Prüfmechanismen für eine sichere Aktionsausführung

• Prototypische Umsetzung am Beispiel "Krankenbetten schieben" und Dokumentation

Hiermit bringst Du Dich ein

• Du bist immatrikuliert (Uni / FH) und studierst Informatik, Robotik, Maschinenbau, Softwaretechnik oder eine vergleichbare Fachrichtung

• Grundkenntnisse in Python (idealerweise mit PyTorch) und / oder C++

• Vertraut im Umgang mit ROS2

• Je nach Schwerpunkt von Vorteil: Erfahrung mit Simulation und Reinforcement Learning, z. B. Isaac Sim (Sim-to-Real), C++ (Teleoperation), Interesse an KI-Agenten und Multi-Agent-Systemen (Orchestrierung, Harness) oder an lernbasierten Methoden (Imitation Learning)

• Freude am Programmieren und du eignest dir gerne neues Wissen an

• Du bringst wissenschaftliche Neugier mit und hast Lust auf fachliche Diskussionen und Austausch

• Gute Deutsch- und Englischkenntnisse

Was wir für Dich bereithalten

• Zentrale Lage: Nur wenige Minuten Fußweg vom KIT-Campus Süd und sehr gute Anbindung an den ÖPNV.

• Flexible Arbeitszeiten: Dein Studium steht an erster Stelle – wir finden gemeinsam den passenden Rahmen.

• Flexibles Arbeiten: Mobiles Arbeiten ist nach individueller Absprache mit deiner Betreuerin möglich.

• Praxisnahe Projekte: Zusammenarbeit mit Industriepartnern und Anwendung der Forschungsergebnisse in der humanoiden Robotik.

• Individuelle Betreuung: Profitiere von unserer professionellen Begleitung und einem offenen, kommunikativen Austausch im Team.

• Spannende Aufgaben und Freiraum für Ideen: Hohes Maß an Eigenverantwortung und die Möglichkeit, aktiv eigene Ideen einzubringen.

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.

Bei Fragen wende dich gerne an:

David Lerch

+49 160 1112937

Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

www.iosb.fraunhofer.de

Kennziffer: 85807 Bewerbungsfrist: