Senior Robotics Middleware Engineer - Humanoid (Mensch)

Du verantwortest die Middleware-Integrationsschicht für die 4NE-1 Humanoid Software Platform und stellst eine zuverlässige Kommunikation zwischen Perception, Planning, Locomotion, Whole-Body Control, Manipulation, State Estimation, Hardware Interfaces und Fleet-Level Services sicher. Der humanoide Software-Stack umfasst verschiedene Middleware-Paradigmen – von harten Echtzeit-Control-Loops bis hin zu verteilten, cloud-angebundenen Robotiksystemen. All diese Komponenten müssen nahtlos auf einem produktionsreifen humanoiden Roboter zusammenarbeiten.

Zu deinen Aufgaben gehören

• ROS 2 Platform Integration: Du verantwortest die ROS-2-Infrastruktur im gesamten 4NE-1 Software Stack, einschließlich Sensor- und Aktuator-Interfaces, State-Estimation-Pipelines, Perception-Systemen, Locomotion, Manipulation, Diagnostik und Fleet Connectivity. Dazu gehören ROS-2-Architektur, Treiberintegration, ros2_control-Konfiguration, DDS-Tuning, Launch-System-Design, Diagnostik sowie Migrationen zwischen ROS-2-Releases wie Humble und Jazzy.

• OROCOS RTT Real-Time Integration: Du verantwortest die harte Echtzeit-Middleware-Schicht, die humanoide Locomotion, Whole-Body Control, Inverse Dynamics und Low-Level-Control-Pipelines ermöglicht. Dazu gehören OROCOS-RTT-Komponentenarchitektur, deterministische Ausführung, Inter-Process Communication sowie Service-Abstraktionen, die High-Level-Software mit sicherheitskritischen Hardware-Interfaces verbinden.

• Apex.OS & Functional Safety Deployment: Du entwickelst den Weg von forschungsorientierter ROS-2-Software hin zu sicherheitsfähigen Produktionsdeployments. Dazu gehört die Integration von Apex.OS und Apex.Middleware, wo erforderlich, sowie die Unterstützung deterministischer Ausführung und zukünftiger sicherheitszertifizierbarer humanoider Anwendungen mit Functional-Safety-Anforderungen.

• DDS Communication Architecture: Du entwirfst und pflegst die DDS-Kommunikationsinfrastruktur der humanoiden Plattform. Du integrierst, konfigurierst und optimierst Deployments mit FastDDS, Cyclone DDS und RTI Connext und stellst eine zuverlässige Kommunikation zwischen verteilten Softwarekomponenten unter strengen Timing-Anforderungen sicher. Dabei verstehst und analysierst du Zuverlässigkeit, Discovery, Latenz, Fragmentierung und QoS-Verhalten auf RTPS-Protokollebene.

• Zenoh & Distributed Robot Connectivity: Du treibst die Integration von Eclipse Zenoh für verteilte Robotik-Anwendungsfälle voran, darunter Remote Operation, Fleet Supervision, Cloud Connectivity, Teleoperation, Datenerfassung und Multi-Robot-Kommunikation. Du stellst eine zuverlässige Interoperabilität mit bestehenden ROS-2- und DDS-basierten Systemen sicher.

• Zero-Copy & High-Bandwidth Data Transport: Du entwickelst latenzarme Datenübertragungsmechanismen für bandbreitenintensive humanoide Workloads wie Perception-Pipelines, Whole-Body-State-Streaming, Motion Planning, Simulation Interfaces und Real-Time Control. Dabei nutzt du Technologien wie Iceoryx2 und Shared-Memory-DDS-Transporte, um unnötige Kopien zu vermeiden und Kommunikationslatenzen zu minimieren.

• Cross-Stack System Integration: Du stellst konsistente Kommunikationsverträge über den gesamten humanoiden Software-Stack hinweg sicher. State Estimation, Perception, Motion Planning, Manipulation, Locomotion, Whole-Body Control, Simulation und Hardware Interfaces müssen einheitliche Message-Definitionen, Zeitsynchronisationsstrategien, Koordinatensystem-Konventionen und Interface-Standards nutzen, während sich der Roboter weiterentwickelt.

• Real-Time Performance & Reliability: Du arbeitest eng mit Engineers aus Locomotion, Controls, Perception und Systems Engineering zusammen, um Kommunikationsengpässe, Probleme bei deterministischer Ausführung, Synchronisationsfehler und latenzbedingte Ausfälle zu identifizieren. Du ermöglichst einen zuverlässigen Betrieb von Control Pipelines – von hochfrequenten Aktuator-Loops bis hin zu Fleet-Level-Software-Services.

What we can look forward to

• Sehr gute C++-Kenntnisse und Erfahrung mit echtzeitsicherer Softwareentwicklung, einschließlich lock-free Programming, Speicherverwaltung, Zero-Copy-Kommunikation und deterministischer Ausführung.

• Tiefes Verständnis von Linux-basierten Robotiksystemen und Echtzeit-Middleware-Architekturen.

• Praktische Erfahrung in der Integration von Middleware in Echtzeit-Robotiksysteme mit strengen Anforderungen an Latenz und Determinismus.

• Sehr gutes Verständnis von DDS-Konzepten, einschließlich QoS-Policies, Discovery-Mechanismen, Reliability Models, Durability, History Management, Fragmentierung und Performance-Tuning auf Netzwerkebene.

• Produktionserfahrung in mindestens einem der folgenden Bereiche:

  • ROS-2-Architektur, ros2_control, Lifecycle Management, Hardware Interfaces und Systemintegration.

  • OROCOS RTT und harte Echtzeit-Robotiksoftware.

  • Apex.OS-/Apex.Middleware-Deployments in industriellen oder sicherheitskritischen Umgebungen.

  • DDS-Infrastrukturentwicklung mit FastDDS, Cyclone DDS oder RTI Connext.

• Erfahrung in der Zusammenarbeit mit Controls-, Locomotion-, Manipulation-, Perception- und Embedded-Software-Teams in komplexen Robotiksystemen.

• Solides Verständnis von Networking, Linux-Performance-Tuning, Real-Time Kernels, Profiling, Debugging und verteilten Systemen.

Nice to Have

• Erfahrung in der Softwareentwicklung für humanoide Roboter, legged Robots oder andere komplexe Floating-Base-Robotiksysteme.

• Praktische Erfahrung mit Locomotion-, Whole-Body-Control-, Manipulation-, Perception- oder State-Estimation-Pipelines.

• Erfahrung in der Integration von Kommunikationsframeworks in hochfrequente Control Loops mit 500 Hz bis 1 kHz.

• Erfahrung mit Eclipse Zenoh für verteilte Robotik, Teleoperation oder Fleet-Management-Anwendungen.

• Erfahrung mit Iceoryx oder anderen Zero-Copy-IPC-Technologien.

• Erfahrung im Bridging mehrerer Middleware-Ökosysteme, einschließlich ROS 2, OROCOS RTT, DDS und kundenspezifischer Robotikframeworks.

• Kenntnisse in DDS Security, Authentifizierung, Verschlüsselung und Access-Control-Mechanismen.

• Beiträge zu ROS 2, OROCOS, Zenoh, DDS-Implementierungen oder anderen Robotik-Infrastrukturprojekten.

• Erfahrung mit großen Robotik-Softwareplattformen mit zahlreichen interagierenden Subsystemen und interdisziplinären Teams.