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Photo von Heinz Wörn

Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Heinz Wörn

Professor im Ruhestand
Tel.: +49 721 608-44006
Fax: +49 721 608-47141
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Zur Person

Professor Wörn studierte Elektrotechnik an der Universität Stuttgart und promovierte dort am Institut für Werkzeugmaschinen mit seiner Arbeit zu dem Thema "Mehrprozessorsteuerungssystem für Werkzeugmaschinen mit standartisierten Schnittstellen". Im Anschluss arbeitete er bei KUKA Schweißanlagen und Roboter GmbH, wo er eine leitende Stellung in Forschung und Entwicklung inne hatte. Professor Wörn ist ein international anerkannter Experte für Roboter und Automation. Seine Erfahrung umfasst Roboteranwendungen, Robotersteuerungen und Sensoren für Roboter, sowie deren Programmmierung und Simulation. Seit 1997 leitet er das Institut für Prozessrechentechnik, Automation und Robotik der Universität Karlsruhe als Professor für "Komplexe Systeme in Automation und Robotik".


  • Planung, Programmierung, Steuerung, Diagnose und Sensorsysteme für Industrieroboter
  • Autonome, mobile Roboter, Mikroroboter, Serviceroboter, Teleroboter, Autonome Fahrzeuge
  • Planung und Simulation von Anlagen und Fabriken
  • Roboter- und sensorgestützte Chirurgie
  • Mikromontage
  • Modellierung komplexer Systeme in Produktion und Medizin

A Space- and Time-Continuous Model of Self-Organizing Robot Swarms for Design Support

AutorHeiko Hamann, Heinz Wörn
Veröffentlicht inFirst IEEE International Conference on Self-Adaptive and Self-Organizing Systems, Boston, USA
KurzfassungDesigning and implementing artificial self-organizing systems is a challenging task since they typically behave non-intuitive and only little theoretical foundations exist. Predicting a system of many components with a huge amount of interactions is beyond human skills. The currently common use of simulations for design support is not satisfying, as it is time-consuming and the results are most likely suboptimal. In this work, we present the derivation of an analytical, time-, and space-continuous model for a swarm of autonomous robots based on the Fokker-Planck equation. While the motion model is in most parts physically motivated, the communication model is based on a heuristic approach. A showcase application to a recently proposed scenario of collective perception in a huge swarm of robots with very limited abilities is given and the simulation results are compared to the model. Despite the high level of abstraction, the prediction discrepancies are small and the parameters can be mapped one-to-one from the model to the control algorithm. Finally, we give an outlook on the capabilities of the proposed model, discuss its limitations, and suggest an improvement that could reduce the number of empirically determined parameters.
Bibtex@article{ ipr_1170857165, author = "{Heiko Hamann and Heinz W{{\"o}}rn}", title = "{A Space- and Time-Continuous Model of Self-Organizing Robot Swarms for Design Support}", year = "2007", journal = "{First IEEE International Conference on Self-Adaptive and Self-Organizing Systems, Boston, USA}", pages = "23--31", }
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