Wir entwickeln intelligente Sensoren und Steuerungsalgorithmen für Hilfsroboter, die die vom Gehirn inspirierte neuromorphe Technologie nutzen: z. B. ereignisbasierte Sichtsysteme, taktile Sensoren und Robotersteuerungen. Diese Technologie wird eine schnelle Echtzeit-Wahrnehmung, Kognition, Bewegungsplanung und -steuerung ermöglichen, die für eine sichere und effektive Robotermanipulation in menschlicher Nähe erforderlich ist.

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Unsere Kooperationspartner im Bereich Robotik: Neuromorphic Computing Lab at Intel  I  NEURA Robotics  I  ECSPECD  I  Prophesee  I  INIVation  I  SynSense

Kontakt: yulia.sandamirskaya@zhaw.ch

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Unsere Kooperationspartner im Bereich Robotik: Gesundheitsorganisationen (insb. Spitäler und Alters- und Pflegeheime)  I  Verbände  I  Interessenvertretungen

Kontakt: nicole.gerber@zhaw.ch

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Unsere Kooperationspartner im Bereich Robotik: Digital health center bülach  I  Gesundheitsorganisationen  I  Verbände I  Behörden

Kontakt: gekont@zhaw.ch

Im Forschungsgebiet Autonome Lernende Systeme am ZHAW Centre for AI (CAI) werden die Konzipierung und die Entwicklung intelligenter Systeme erforscht, die eine Feedbackschleife zwischen Wahrnehmung (Verarbeitung eingehender Sensordaten) und Handlung (Ausführung von Handlungen, die einen Einfluss auf die wahrzunehmende Umgebung haben) aufweisen. Eine wichtige Methodik hierfür ist das Deep Learning, insbesondere Reinforcement Learning, das es den Agenten ermöglicht, nach dem Trial-and-Error-Prinzip zu lernen. Dieses belohnungsbasierte Lernen wird in Zukunft völlig neue Anwendungsgebiete erschliessen, die über das übliche Lernen mittels Paaren von Input und von Hand erstelltem Output hinausgehen – und zwar in fast jeder Branche, beispielsweise in der Industrie und auf dem Gebiet der Neurotechnologien. Die Verknüpfung solcher Systeme mit Hardware, die über geeignete Sensoren und Aktoren verfügt, schafft zusätzliches Trainingspotenzial für die Algorithmen autonomer Systeme durch physische Interaktion (Embodied AI oder Physical AI, etwa durch maschinelles Lernen auf und für Roboter). 

Physical AI und das Forschungsgebiet der Autonomen Lernenden Systeme spielt vor allem in der Arbeit der folgenden Forschungsgruppen am CAI eine Rolle: Industrial AI von Prof. Alisa Rupenyan, Machine Perception and Cognition von Prof. Thilo Stadelmann, und Cybernetic Learning Systems (aktuell vakant). Hier wird Forschung und Entwicklung auf Fragestellungen von Praxispartnern und im Netzwerk mit der Drohnen- und Robotikcommunity im Raum Zürich durchgeführt, von der sicheren und effizienten Erprobung von Drohnen und autonomen Fahrzeugen in Dübendorf, Methoden für die sichere und robuste Steuerung von Industrieanlagen, Frameworks und Algorithmen für Mensch-Maschine Collaboration für den Betrieb kritischer Infrastruktur, Objekterkennung für Laufmaschinen oder Large Language Models auf humanoiden Robotern.

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Unsere Kooperationspartner im Bereich Robotik: Flatland  I  LINA  I  Matternet  I  Mindfire  I  NCCR Automation  I  SBB  I  Skyguide  I  Stiftung Rieter  I  Zurich UAS Racing

Kontakt: Thilo Stadelmann, Alisa Rupenyan-Vasileva

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Unsere Kooperationspartner: Hocoma AG  I  Myoswiss AG  I  TA-Swiss Stiftung für Technologiefolgen-Abschätzung  I  VAMED Management und Service Schweiz AG

Kontakt: Institut für Ergotherapie  I  Institut für Pflege  I  Institut für Physiotherapie

Am Institut für Angewandte Mathematik und Physik (IAMP) lösen wir als interdisziplinäres Team in angewandten Forschungsprojekten gemeinsam mit Partnern aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik komplexe Probleme. Dabei bringen wir unsere Expertise in Forschung, Beratung, Dienstleistung sowie Aus- und Weiterbildung ein - mit besonderer Kompetenz in der Modellierung, quantitativen Simulation, dem Design und der Analyse komplexer physikalischer und sozio-technischer Systeme. Anwendungen der Robotik werden in den verschiedenen Forschungsschwerpunkten aus unterschiedlichen Perspektiven betrachtet.

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Applied Complex Systems Science

Wir erforschen komplexe sozio-technische Systeme mit einem breiten Spektrum mathematischer und physikalischer Werkzeuge mit Schwerpunkt auf statistischer Mechanik, künstlicher Intelligenz, bio-inspiriertem und evolutionärem Engineering. In der Robotik entwickeln wir innovative Lösungen, wie elastische Roboter, die leicht, robust und sicherer für die Interaktion mit dem Menschen sind, insbesondere in den Bereichen Medizin und Rehabilitation. Dabei nutzen wir die Kombination von physikalischer Modellierung und künstlicher Intelligenz zur Verbesserung der Leistung und Anpassungsfähigkeit von Robotern.

Sicherheitskritische Systeme

Wir entwickeln, implementieren und verifizieren komplexe sozio-technische Systeme für sicherheitskritische Anwendungen, bei denen Robotik und künstliche Intelligenz eine zentrale Rolle spielen. Dabei verbinden wir fortschrittliche Technologien mit fundierter Nachweisführung. Unser Ziel ist es, die notwendigen technischen Eigenschaften zu erreichen, dabei die Sicherheit der Anwender zu gewährleisten und die regulatorischen Anforderungen für die Marktzulassung innovativer Systeme zu erfüllen.

Wissenschaftliches Rechnen und Algorithmik 

Wir entwickeln massgeschneiderte Lösungen für algorithmisch anspruchsvolle, rechenzeitintensive Probleme aus Bereichen wie zum Beispiel der nichtlinearen optimalen Steuerung, der Bahnplanung, der Fusion von Sensordaten, der Simulation und Optimierung von Sensoren oder für allgemeinere maschinelle Lernprobleme.

Nebst der mathematisch-physikalischen Modellierung nehmen wir uns auch der robusten und effizienten Umsetzung der entwickelten Modelle in produktiv einsetzbare Software-Module an.

Partner: Zurich Soft Robotics GmbH  I  Varian Medical Systems Imaging Laboratory GmbH  I  Haute école de travail social et de la santé  I  dynamic devices AG / ddrobotec  I  Zurich UAS Racing

Kontakt: info@iamp.ch

Als national führende Institution für angewandte Forschung und Entwicklung in Robotik und Mechatronik spezialisiert sich das Institut für Mechatronische Systeme (IMS) auf innovative Projekte an der Schnittstelle von Mechanik, Elektronik und Informatik. Das geballte Know-how von über 60 Mitarbeitenden aus verschiedensten Fachbereichen sowie eine moderne Forschungsinfrastruktur machen uns zu Ihrem flexiblen und effizienten Partner bei der Realisierung Ihrer Projekte in Forschung und Entwicklung.

Im Robotik-Kontext verfügen wir über folgende Labore:

• Robotik & Automation
• Medizintechnik
• Systemtechnik
• Industrie 4.0 / 5.0
• MINDLab: KI in der Mensch-Roboter Kooperation

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