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Die vorliegende Bachelorarbeit beschreibt die Erstellung einer Anwendung, die es ermöglicht, einen Roboterarm mithilfe eines haptischen Geräts zu steuern. Zudem wird die Kraftrückkopplung des haptischen Geräts, abhängig von der wirkenden Kraft des Roboterarms, implementiert. Zur Realisierung dieser Anforderungen wurden zwei Programme erstellt; diese beiden Programme sind über eine TCP Verbindung miteinander verbunden. Programm 1 stellt die haptische Umgebung bereit, Programm 2 die Robot Operating System Node, mit welcher die Daten zum Roboter gesendet und Daten vom Roboter empfangen werden können. Die in dieser Arbeit erstellten Programme wurden mithilfe von Test Nodes überprüft und leiten die Position der haptischen Umgebung weiter. Die Kraftrückkopplung des haptischen Geräts ist ebenfalls vorhanden und integriert. Ein Testlauf mithilfe eines simulierten Roboterarms konnte erfolgreich durchgeführt werden.

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich damit, welche Schritte für die Entwicklung einer Progressive Web App nötig sind, damit für eine Performance und User Experience gesorgt werden kann, die der einer nativen Anwendungen gleichkommt. Zu diesem Zweck werden der Service Worker, das Web-App-Manifest, HTTPS-Verschlüsslung sowie die App-Shell-Architektur vorgestellt, die die zentralen Techniken von Progressive Web Apps ausmachen. Mit deren Implementierung können Features genutzt werden, die bisher nur nativen Apps vorbehalten waren, wie Offline-Funktionalität, Push-Notifications, „Add-to-Homescreen“ und „Background-Sync“. Der Fokus der Arbeit liegt darauf, diese Features in einer Progressive Web App umzusetzen, indem zunächst eine herkömmliche responsive Website implementiert wird, der nach und nach PWA-Features hinzugefügt werden. Anhand der dafür aufgewendeten Konzeption und Implementierung wird untersucht, welche Unterschiede sich durch eine Migration zu einer PWA bezüglich der Performance und Usability ergeben.

Ziel dieses Projekt war, an einem existierenden, funktionierenden und LabVIEW-programmierten Roboter Verbesserungen durchzuführen, damit er stabiler, robuster, einfacher zu benutzen ist, und damit er in seinen Aktionen wiederholbar ist. Der Roboter wurde aus dem Starter-Pack von National Instruments (NI) gebaut, der ein MyRIO-Programmiergerät enthält. Dieses lässt sich in einer graphischen Programmierungssprache (LabVIEW) programmieren, die mehrere Aktionen parallel durchführen kann und in der Industrie weit verbreitet ist. Der Roboter wurde von einem vorherigen Team schon begonnen und konzipiert und besteht aus 3 Etagen, die die Motoren, die mechanischen Teilen und das elektronische Material behalten. Die Mechanik und die Elektronik waren funktionell, aber weder robust noch dauerhaft. Die Programmierung enthielt einige Fehler, die zuerst korrigiert werden mussten. Eine Zeit war nötig, um die vorherigen technischen Lösungen anzuschauen und um sich mit der Programmierung in LabVIEW vertraut zu machen. Dann wurde vor dem ersten Wettbewerb das System für die Aufgabe der Sortierung der Bälle mit einer opaken 3D-bedruckten Abdeckung ausgestattet, um den lichtempfindlichen Sensor vor Licht zu schützen und die vorige Alufolie mit einer robusten Lösung zu ersetzen. Unser Team, das aus drei bis fünf Studenten (abhängig von den Semestern) besteht, hat am 4. Oktober 2018 an einem Wettbewerb der Firma National Instruments teilgenommen, bei dem ein Roboter verschiedene Aktionen selbstständig auf einer Strecke durchführen soll. Ziel dieses Wettbewerbs ist es, die Teamarbeit und die Produkte von National Instruments durch den Bau eines Roboters und dessen Programmierung aus einem MyRIO-Gerät zu fördern. Der Wettbewerb fand bei der Veranstaltung „NI Days“ statt und sah fünf Teams französischer Studenten gegeneinander antreten. Unser Roboter gewann den ersten Platz im Wettbewerb, indem er die meisten Punkte in den Runden erzielte. Nach dem Wettbewerb wurde der Schwerpunkt auf die Mechanik und die Programmierung gelegt, da es noch Probleme gab und um die technischen Lösungen des Roboters robuster zu machen. Dabei wurden Schutzteile von Liniensensoren konzipiert und die Dimensionierung des Arms für die Aufgabe der Rohre begonnen, was danach von einem anderen Teammitglieder weitergeführt wurde. Bezüglich der Programmierung wurde das Frontpanel komplett geändert und die Klarheit des Programms anhand von Kommentaren und Beschreibungen verbessert, um das Programm einfacher und benutzerfreundlicher zu machen. Danach wurden die Probleme der Datei gelöst, die die Zustände des Roboters im Embedded Modus aufschreibt, damit wir Informationen haben, wenn es auf der Strecke einen Fehler gab. Schließlich galt es, die Regelung der Hauptmotoren des Roboters zu verbessern, um seine Verfahrgeschwindigkeit zu erhöhen und gleichzeitig sicherzustellen, dass er die Linie nicht verlässt. Dieses ermöglichte, die Ausführungsgeschwindigkeit der Strecke zu erreichen, die 1,4-mal höher war als die vorherige Geschwindigkeit. Am Ende dieser Arbeit wird ein neues Team von drei bis fünf Studenten das Projekt übernehmen, um sich auf den nächsten Wettbewerb vorzubereiten und den Roboter weiter zu verbessern.

Intels Software Guard Extension (SGX) ist eine Technologie, die einen umfassenden Datenschutz verspricht. SGX wurde 2013 als Softwaremodell für die isolierte Ausführung von Anwendungen veröffentlicht. Mit Intel SGX können Container in einem geschützten Speicherbereich erstellt werden. Diese Container werden Enclave genannt. Es ist nicht möglich den Speicher- bereich der Enclave auszulesen oder in ihn zu schreiben. Die Enclave soll Integrität und Verfügbarkeit der Daten sicherstellen, auch wenn diese auf einem nicht vertrauenswürdigen Host ausgeführt werden. In dieser Arbeit soll zunächst ein Überblick über die Funktionsweise und das Potenzial von Intel Software Guard Extension gegeben werden. Vor allem soll analysiert werden wie Datenbanken mit Hilfe von SGX gesichert werden können und wie groß die Performance einbüßen mit SGX sind. Aufbauend auf den Grundlagen von Intel SGX und EnclaveDB soll anschließend eine sichere Datenbank erstellt werden. Hierzu wird EnclaveDB von Microsoft analysiert und auf Basis dieser Datenbank eine neue Datenbank erschaffen, die Daten verschlüsselt in der Datenbank speichert ohne, dass diese in Klartext vom Host ausgelesen werden können. Zum Schluss wird die Performance von EnclaveDB und der erstellten Datenbank so gut es geht verglichen.