Se ha abierto un laboratorio de robótica en la Universidad ITMO sobre la base del Departamento de Sistemas de Control e Informática (CS&I). Hablaremos de los proyectos en los que se trabaja dentro de sus paredes y mostraremos las herramientas: manipuladores robóticos industriales, pinzas robóticas, así como una instalación para probar sistemas de posicionamiento dinámico utilizando un modelo robótico de un buque de superficie.
especialización
El Laboratorio de Robótica pertenece al departamento más antiguo de la Universidad ITMO, que se llama Sistemas de Control e Informática. Apareció en 1945. El laboratorio en sí se inauguró en 1955; luego se ocupó de la automatización de mediciones y cálculos de los parámetros de los barcos de superficie. Posteriormente, se amplió el abanico de áreas: se añadieron cibernética, CAD y robótica.
Hoy, el laboratorio se dedica a la mejora de robots industriales. Los empleados resuelven problemas relacionados con la interacción hombre-máquina: desarrollan algoritmos de control seguros con control de fuerza robótica y también trabajan en robots colaborativos que pueden realizar tareas junto con las personas.
Además, el laboratorio está desarrollando métodos alternativos para el control remoto de grupos de robots y creando algoritmos de software que pueden reconfigurarse para realizar nuevas tareas en línea.
Proyectos
Varios sistemas robóticos de laboratorio se compran a grandes empresas y están destinados a fines industriales o de investigación. Parte del equipo fue fabricado por empleados como parte del trabajo de investigación y desarrollo.
De estos últimos se pueden distinguir con dos grados de libertad. La instalación académica está diseñada para probar algoritmos de control para mantener la pelota en el centro del sitio (puede ver el sistema en acción en ).
El complejo robótico consta de una plataforma rectangular con un sustrato sensor resistivo que determina las coordenadas de la pelota. Los ejes de transmisión están unidos a él con la ayuda de una junta giratoria. Estas unidades cambian el ángulo de la plataforma de acuerdo con las señales de control que provienen de la computadora a través de USB y no permiten que la pelota ruede.
El complejo cuenta con servoaccionamientos adicionales que se encargan de compensar las perturbaciones. Para el funcionamiento de estas unidades, el personal del laboratorio desarrolló algoritmos especiales que "suavizan" varios tipos de interferencia, como vibraciones o viento.
Además, el parque de robots del laboratorio cuenta con un centro de investigación. KUKA youBot, que es un brazo robótico de cinco eslabones montado sobre una plataforma móvil con ruedas omnidireccionales.
Los algoritmos se probaron en el robot KUKA youBot . Utilizan un sistema de visión basado en una cámara digital y procedimientos de procesamiento de video. La base de este proyecto es la investigación en el campo del control adaptativo de sistemas no lineales, llevada a cabo por el personal del laboratorio.
Los algoritmos de control se utilizan para compensar las influencias externas que actúan sobre los enlaces del robot. Como resultado, la máquina puede sostener la herramienta de trabajo en un punto fijo en el espacio y moverla constantemente a lo largo de una trayectoria dada.
Un ejemplo de un proyecto realizado sobre la base del robot KUKA youBot es . Junto con la empresa británica TRA Robotics, hemos desarrollado un algoritmo que nos permite estimar la fuerza de interacción entre la herramienta de trabajo y el entorno sin costosos sensores de torsión. Esto permitió al robot realizar operaciones más complejas sin recurrir a sistemas externos.
Otro ejemplo de una configuración robótica en un laboratorio es una celda Célula de visión robótica FESTO. Este complejo se utiliza para operaciones tecnológicas en la producción, como la soldadura. Para implementar tal escenario, se plantea la tarea de la planificación del movimiento: una herramienta de soldadura de imitación pasa por alto el contorno de una pieza metálica.
Además, la celda está equipada con un sistema de visión y es capaz de resolver el problema de clasificación de piezas por color o forma.
El proyecto, basado en FESTO Robot Vision Cell con el robot industrial Mitsubishi RV-3SDB, resuelve problemas de planificación de movimiento.
Ayuda a simplificar el proceso de interacción entre el operador y el controlador del robot al programar trayectorias complejas. La idea es programar automáticamente los movimientos de la herramienta del robot utilizando los contornos que se muestran en el mapa de bits. Basta con cargar un archivo en el sistema, y el algoritmo colocará de forma independiente los puntos de referencia necesarios y compondrá el código del programa.
En la práctica, la solución resultante se puede aplicar al grabado o al dibujo.
tenemos en el canal , en el que nuestro "robot-artista" representó un retrato de A. S. Pushkin. Además, la tecnología se puede utilizar para soldar piezas de forma compleja. De hecho, este es un complejo robótico que resuelve problemas industriales en el laboratorio.
El laboratorio también cuenta con una pinza de tres dedos equipada con sensores de presión ubicados en la superficie interna de los dedos.
Tal dispositivo permite la manipulación de objetos frágiles, cuando es importante controlar con precisión la fuerza de agarre para evitar daños.
el laboratorio tiene modelo de nave de superficie robótica, que está diseñado para probar sistemas de posicionamiento dinámico.
El modelo está equipado con varios actuadores, así como hardware de comunicación por radio para transmitir señales de control.
Hay una piscina en el laboratorio, donde se verifica el rendimiento de los algoritmos de control. con compensación de desplazamientos longitudinales y transversales.
En la actualidad, está previsto organizar un gran grupo para pruebas a gran escala con escenarios complicados.
Trabajar con socios y planes
Uno de nuestros socios es la empresa británica TRA Robotics. Juntos nosotros sobre la mejora de algoritmos de control de robots industriales para una empresa de producción digital. En una empresa de este tipo, todo el ciclo de producción, desde el desarrollo hasta la fabricación de productos industriales, será realizado por robots y sistemas de IA.
Entre otros socios se encuentra la empresa Elektroribor, junto con la cual sistemas mecatrónicos y robóticos. Nuestros alumnos ayudan a los empleados del grupo en tareas de instrumentación, desarrollo de software y producción.
Nosotros también con General Motors robótica junto con InfoWatch. Además, el personal del laboratorio interactúa estrechamente con la empresa. , que implementa proyectos para desarrollar sistemas de posicionamiento dinámico para buques de superficie.
Trabaja en Universidad ITMO donde los estudiantes se preparan para competencias de clase mundial. Por ejemplo, en 2017 nuestro equipo Olimpiada Mundial de Robots en Costa Rica, y en el verano de 2018 nuestros estudiantes dos premios en la Olimpiada de toda Rusia para escolares.
nosotros atraer a más socios de la industria y educar a la generación más joven de científicos rusos. Quizás sean ellos quienes desarrollarán tales robots que complementarán orgánicamente el mundo humano y realizarán tareas más rutinarias y peligrosas en las empresas.
Recorridos fotográficos de otros laboratorios de la Universidad ITMO:
Fuente: habr.com