Na Univerzitě ITMO byla otevřena robotická laboratoř na základě Katedry řídicích systémů a informatiky (CS&I). Řekneme vám o projektech, na kterých v jeho zdech pracují, a ukážeme vám nástroje: průmyslové robotické manipulátory, robotická uchopovací zařízení, ale i instalaci pro testování dynamických polohovacích systémů pomocí robotického modelu povrchového plavidla.
specializace
Laboratoř robotiky patří k nejstarší katedře univerzity ITMO, která nese název „Řídicí systémy a informatika“. Objevil se v roce 1945. Samotná laboratoř byla spuštěna v roce 1955 - v té době se zabývala problematikou automatizace měření a výpočtů parametrů hladinových nádob. Později byl okruh oblastí rozšířen: přibyla kybernetika, CAD a robotika.
Dnes laboratoř pracuje na vylepšení průmyslových robotů. Zaměstnanci řeší problémy související s interakcí mezi člověkem a strojem – vyvíjejí bezpečné řídicí algoritmy, které řídí sílu robota, a také pracují na kolaborativních robotech, kteří mohou plnit úkoly bok po boku s lidmi.
Laboratoř také vyvíjí alternativní metody pro dálkové ovládání skupin robotů a vytváří softwarové algoritmy, které lze překonfigurovat pro provádění nových úkolů online.
projekty
Řada robotických systémů v laboratoři byla zakoupena od velkých firem a jsou určeny pro výzkumné nebo průmyslové účely. Některá zařízení byla vyrobena zaměstnanci v rámci výzkumných a vývojových prací.
Mezi posledními můžeme vyzdvihnout se dvěma stupni volnosti. Akademická instalace je navržena tak, aby otestovala řídicí algoritmy pro udržení míče ve středu hřiště (systém můžete vidět v akci ).
Robotický komplex se skládá z obdélníkové platformy s odporovým senzorovým substrátem, který určuje souřadnice míče. Hnací hřídele jsou k němu připevněny pomocí otočného kloubu. Tyto pohony mění úhel plošiny podle řídicích signálů přijatých z počítače přes USB a zabraňují odkutálení míče.
Komplex má další serva, která jsou zodpovědná za kompenzaci poruch. Pro provoz těchto pohonů vyvinuli pracovníci laboratoře speciální algoritmy, které „vyhlazují“ různé druhy rušení, jako jsou vibrace nebo vítr.
Součástí laboratorního parku robotů je navíc výzkumné zařízení KUKA youBot, což je pětičlánkový robotický manipulátor namontovaný na mobilní plošině s všesměrovými koly.
Algoritmy byly testovány na robotu KUKA youBot . Používají digitální kamerový systém vidění a postupy zpracování videa. Základem tohoto projektu je výzkum v oblasti adaptivního řízení nelineárních systémů prováděný pracovníky laboratoře.
Ke kompenzaci vnějších vlivů působících na spoje robota se používají řídicí algoritmy. Díky tomu je stroj schopen držet pracovní nástroj v pevném bodě v prostoru a stabilně s ním pohybovat po dané dráze.
Příkladem projektu realizovaného na bázi robota KUKA youBot je . Společně s britskou společností TRA Robotics jsme vyvinuli algoritmus, který nám umožňuje vyhodnocovat sílu interakce pracovního nástroje s okolím bez drahých snímačů síly a momentu. To umožnilo robotu provádět složitější operace bez pomoci externích systémů.
Dalším příkladem robotického nastavení v laboratoři je buňka FESTO Robot Vision Cell. Tento komplex se používá pro technologické operace ve výrobě, například svařování. Pro realizaci takového scénáře je stanoven úkol plánování pohybu: simulovaný svařovací nástroj se pohybuje po obrysu kovové součásti.
Kromě toho je buňka vybavena systémem technického vidění a je schopna řešit problémy s tříděním dílů podle barvy nebo tvaru.
Projekt realizovaný na bázi FESTO Robot Vision Cell s průmyslovým robotem Mitsubishi RV-3SDB řeší problémy plánování pohybu.
Pomáhá zjednodušit interakci operátora s řídicí jednotkou robota při programování složitých trajektorií. Cílem je automaticky naprogramovat pohyby robota pomocí obrysů zobrazených na rastrovém výkresu. Stačí nahrát soubor do systému a algoritmus samostatně uspořádá potřebné referenční body a sestaví programový kód.
V praxi lze výsledný roztok použít pro rytí nebo kreslení.
Máme to na našem kanálu , ve kterém náš „robotický umělec“ ztvárnil portrét A. S. Puškina. Technologii lze použít i pro svařování tvarově složitých dílů. V podstatě se jedná o robotický komplex, který řeší průmyslové problémy v laboratorních podmínkách.
Laboratoř dále disponuje tříprstým chapadlem vybaveným tlakovými senzory umístěnými na vnitřní ploše prstů.
Takové zařízení umožňuje manipulaci s křehkými předměty, když je důležité přesně ovládat sílu uchopení, aby nedošlo k poškození.
Laboratoř má robotický model povrchového plavidla, která je určena pro testování dynamických polohovacích systémů.
Model je vybaven několika akčními členy a také rádiovým komunikačním hardwarem pro přenos řídicích signálů.
V laboratoři je bazén, kde se testuje výkon řídicích algoritmů s kompenzací podélných a příčných posunů.
V současné době probíhají plány na uspořádání velkého fondu pro provádění rozsáhlých testů s komplikovanými scénáři.
Práce s partnery a plány
Jedním z našich partnerů je britská společnost TRA Robotics. Společně my o zlepšení řídicích algoritmů pro průmyslové roboty pro digitální výrobní podnik. V takovém podniku bude celý výrobní cyklus: od vývoje až po výrobu průmyslových produktů prováděn roboty a systémy AI.
Mezi další partnery patří koncern Elektropribor, se kterým jsme mechatronické a robotické systémy. Naši studenti pomáhají zaměstnancům koncernu v oblasti přístrojové techniky, vývoje softwaru a výrobních úkolů.
My také s General Motors, robotika společně s InfoWatch. Zaměstnanci laboratoře také úzce spolupracují se společností , která realizuje projekty vývoje dynamických polohovacích systémů pro povrchová plavidla.
Působí na ITMO University , kde se školáci připravují na soutěže světové úrovně. Například v roce 2017 náš tým Světová robotická olympiáda v Kostarice a v létě 2018 naši studenti dvě ceny na Všeruské olympiádě pro školáky.
My přilákat více průmyslových partnerů a vychovávat mladou generaci ruských vědců. Možná vyvinou roboty, kteří budou organicky doplňovat lidský svět a budou vykonávat rutinnější a nebezpečnější úkoly v podnicích.
Fotoprohlídky dalších univerzitních laboratoří ITMO:
Zdroj: www.habr.com