Un laboratoire de robotique a été ouvert à l'Université ITMO sur la base du Département des systèmes de contrôle et d'informatique (CS&I). Nous parlerons des projets en cours dans ses murs et montrerons les outils : manipulateurs robotiques industriels, pinces robotiques, ainsi qu'une installation de test de systèmes de positionnement dynamique à partir d'une maquette robotisée d'un navire de surface.
spécialisation
Le laboratoire de robotique appartient au plus ancien département de l'Université ITMO, qui s'appelle Systèmes de contrôle et informatique. Elle est apparue en 1945. Le laboratoire lui-même a été lancé en 1955 - il s'occupait alors de l'automatisation des mesures et des calculs des paramètres des navires de surface. Plus tard, l'éventail des domaines s'est élargi: la cybernétique, la CAO et la robotique ont été ajoutées.
Aujourd'hui, le laboratoire est engagé dans l'amélioration des robots industriels. Les employés résolvent des problèmes liés à l'interaction homme-machine - développent des algorithmes de contrôle sûrs avec contrôle de la force du robot, et travaillent également sur des robots collaboratifs capables d'effectuer des tâches côte à côte avec des personnes.
De plus, le laboratoire développe des méthodes alternatives de contrôle à distance de groupes de robots et crée des algorithmes logiciels qui peuvent être reconfigurés pour effectuer de nouvelles tâches en ligne.
Projets
Un certain nombre de systèmes robotiques de laboratoire sont achetés auprès de grandes entreprises et sont destinés à la recherche ou à des fins industrielles. Une partie des équipements a été fabriquée par les salariés dans le cadre de travaux de recherche et développement.
Parmi ces derniers, on peut distinguer avec deux degrés de liberté. L'installation académique est conçue pour tester des algorithmes de contrôle pour maintenir la balle au centre du site (vous pouvez voir le système en action dans ).
Le complexe robotique se compose d'une plate-forme rectangulaire avec un substrat de capteur résistif qui détermine les coordonnées de la balle. Les arbres de transmission y sont fixés à l'aide d'un joint pivotant. Ces entraînements modifient l'angle de la plate-forme en fonction des signaux de commande provenant de l'ordinateur via USB et ne permettent pas à la balle de rouler.
Le complexe dispose de servocommandes supplémentaires qui sont responsables de la compensation des perturbations. Pour le fonctionnement de ces entraînements, le personnel du laboratoire a développé des algorithmes spéciaux qui "lissent" divers types d'interférences, telles que les vibrations ou le vent.
De plus, le parc robotique du laboratoire dispose d'une installation de recherche. KUKA vousBot, qui est un bras robotique à cinq bras monté sur une plate-forme mobile avec des roues omnidirectionnelles.
Les algorithmes ont été testés sur le robot KUKA youBot . Ils utilisent un système de vision basé sur une caméra numérique et des procédures de traitement vidéo. La base de ce projet est la recherche dans le domaine de la commande adaptative des systèmes non linéaires, menée par le personnel du laboratoire.
Des algorithmes de contrôle sont utilisés pour compenser les influences externes agissant sur les liens du robot. De ce fait, la machine est capable de maintenir l'outil de travail en un point fixe de l'espace et de le déplacer régulièrement le long d'une trajectoire donnée.
Un exemple de projet réalisé sur la base du robot KUKA youBot est . En collaboration avec la société britannique TRA Robotics, nous avons développé un algorithme qui nous permet d'estimer la force d'interaction entre l'outil de travail et l'environnement sans capteurs de couple coûteux. Cela a permis au robot d'effectuer des opérations plus complexes sans recourir à des systèmes externes.
Un autre exemple d'installation robotique dans un laboratoire est une cellule Cellule de vision robotisée FESTO. Ce complexe est utilisé pour opérations technologiques en production, telles que le soudage. Pour mettre en œuvre un tel scénario, la tâche de planification de mouvement se pose : un outil de soudage imitation contourne le contour d'une pièce métallique.
De plus, la cellule est équipée d'un système de vision et est capable de résoudre le problème du tri des pièces par couleur ou par forme.
Le projet, basé sur la cellule de vision robotique FESTO avec le robot industriel Mitsubishi RV-3SDB, résout les problèmes de planification de mouvement.
Il permet de simplifier le processus d'interaction entre l'opérateur et le contrôleur du robot lors de la programmation de trajectoires complexes. L'idée est de programmer automatiquement les mouvements de l'outil du robot en utilisant les contours indiqués dans le bitmap. Il suffit de télécharger un fichier sur le système, et l'algorithme placera indépendamment les points de référence nécessaires et composera le code du programme.
En pratique, la solution obtenue peut être appliquée à la gravure ou au dessin.
Nous avons sur le canal , dans lequel notre "robot-artiste" a représenté un portrait d'A. S. Pouchkine. De plus, la technologie peut être utilisée pour souder des pièces de forme complexe. En fait, il s'agit d'un complexe robotique qui résout des problèmes industriels en laboratoire.
Le laboratoire dispose également d'une pince à trois doigts équipée de capteurs de pression situés sur la face interne des doigts.
Un tel dispositif permet la manipulation d'objets fragiles, lorsqu'il est important de contrôler précisément la force de préhension afin d'éviter les dommages.
Le laboratoire a modèle de navire de surface robotique, qui est conçu pour tester les systèmes de positionnement dynamique.
Le modèle est équipé de plusieurs actionneurs, ainsi que d'un matériel de communication radio pour la transmission des signaux de commande.
Il y a une piscine dans le laboratoire, où la performance des algorithmes de contrôle est vérifiée avec compensation des déplacements longitudinaux et transversaux.
À l'heure actuelle, il est prévu d'organiser un grand pool pour des tests à grande échelle avec des scénarios compliqués.
Travailler avec des partenaires et des plans
L'un de nos partenaires est la société britannique TRA Robotics. Ensemble nous sur l'amélioration des algorithmes de contrôle de robots industriels pour une entreprise de production numérique. Dans une telle entreprise, l'ensemble du cycle de production, du développement à la fabrication de produits industriels, sera effectué par des robots et des systèmes d'IA.
Parmi d'autres partenaires se trouve l'entreprise Elektropribor, avec laquelle nous systèmes mécatroniques et robotiques. Nos étudiants assistent les collaborateurs du groupe dans les tâches d'instrumentation, de développement logiciel et de production.
Nous avons aussi avec General Motors robotique avec InfoWatch. De plus, le personnel du laboratoire interagit étroitement avec l'entreprise. , qui met en œuvre des projets de développement de systèmes de positionnement dynamique pour les navires de surface.
Travaille à l'Université ITMO où les étudiants se préparent à des compétitions de classe mondiale. Par exemple, en 2017, notre équipe World Robot Olympiad au Costa Rica, et à l'été 2018 nos étudiants deux prix à l'Olympiade panrusse pour les écoliers.
Nous attirer davantage de partenaires industriels et éduquer la jeune génération de scientifiques russes. Ce sont peut-être eux qui développeront de tels robots qui compléteront organiquement le monde humain et effectueront des tâches plus routinières et dangereuses dans les entreprises.
Visites photographiques d'autres laboratoires de l'Université ITMO :
Source: habr.com