Abriuse un laboratorio de robótica na Universidade ITMO a partir do Departamento de Sistemas de Control e Informática (CS&I). Contarémosche os proxectos nos que están a traballar dentro das súas paredes e mostrámosche as ferramentas: manipuladores robóticos industriais, dispositivos de agarre robóticos, así como unha instalación para probar sistemas de posicionamento dinámico mediante un modelo robótico dunha embarcación de superficie.
Especialización
O Laboratorio de Robótica pertence ao departamento máis antigo da Universidade ITMO, que se chama "Sistemas de Control e Informática". Apareceu en 1945. O propio laboratorio foi lanzado en 1955; naquela época trataba cuestións de automatización de medicións e cálculos de parámetros de recipientes de superficie. Posteriormente, ampliouse o abano de áreas: engadíronse cibernética, CAD e robótica.
Hoxe o laboratorio traballa na mellora dos robots industriais. Os empregados están a abordar problemas relacionados coa interacción humano-máquina: desenvolven algoritmos de control seguros que controlan a forza do robot e tamén traballan en robots colaborativos que poden realizar tarefas xunto coas persoas.
O laboratorio tamén está a desenvolver métodos alternativos para o control remoto de grupos de robots e a creación de algoritmos de software que se poden reconfigurar para realizar novas tarefas en liña.
Proxectos
Varios sistemas robóticos do laboratorio foron adquiridos a grandes empresas e están destinados a fins de investigación ou industriais. Algúns dos equipos foron fabricados por empregados como parte do traballo de investigación e desenvolvemento.
Entre estes últimos podemos destacar con dous graos de liberdade. A instalación académica está deseñada para probar algoritmos de control para manter o balón no centro da pista (podes ver o sistema en acción en ).
O complexo robótico consiste nunha plataforma rectangular cun substrato de sensor resistivo que determina as coordenadas da bola. Os eixes de transmisión están unidos a el mediante unha articulación xiratoria. Estas unidades cambian o ángulo da plataforma segundo os sinais de control recibidos do ordenador a través de USB e evitan que a pelota se afasta.
O complexo ten servos adicionais que se encargan de compensar as perturbacións. Para operar estas unidades, o persoal do laboratorio desenvolveu algoritmos especiais que "suavizan" varios tipos de interferencias, como as vibracións ou o vento.
Ademais, o parque de robots do laboratorio inclúe unha instalación de investigación KUKA youBot, que é un manipulador robótico de cinco enlaces montado nunha plataforma móbil con rodas omnidireccionais.
Probáronse os algoritmos no robot KUKA youBot . Usan un sistema de visión baseado en cámaras dixitais e procedementos de procesamento de vídeo. A base deste proxecto é a investigación no campo do control adaptativo de sistemas non lineais realizada por persoal do laboratorio.
Os algoritmos de control úsanse para compensar as influencias externas que actúan sobre as ligazóns do robot. Como resultado, a máquina é capaz de suxeitar a ferramenta de traballo nun punto fixo no espazo e movela de forma constante ao longo dun determinado camiño.
Un exemplo de proxecto implementado sobre a base do robot KUKA youBot é . Xunto coa empresa británica TRA Robotics, desenvolvemos un algoritmo que nos permite avaliar a forza de interacción dunha ferramenta de traballo co medio sen custos sensores forza-par. Isto permitiu ao robot realizar operacións máis complexas sen a axuda de sistemas externos.
Outro exemplo de configuración robótica nun laboratorio é unha célula FESTO Robot Vision Cell. Este complexo úsase para operacións tecnolóxicas na produción, por exemplo a soldadura. Para implementar tal escenario, establécese a tarefa de planificación do movemento: unha ferramenta de soldadura simulada móvese ao redor do contorno dunha peza metálica.
Ademais, a cela está equipada cun sistema de visión técnica e é capaz de resolver problemas de clasificación de pezas por cor ou forma.
O proxecto, realizado sobre a base da Célula de Visión Robot FESTO co robot industrial Mitsubishi RV-3SDB, resolve os problemas da planificación do movemento.
Axuda a simplificar a interacción do operador co controlador do robot ao programar traxectorias complexas. A idea é programar automaticamente os movementos dunha ferramenta robot utilizando contornos representados nun debuxo ráster. É suficiente cargar un ficheiro no sistema e o algoritmo organizará de forma independente os puntos de referencia necesarios e compoñerá o código do programa.
Na práctica, a solución resultante pódese usar para gravar ou debuxar.
Témolo na nosa canle , na que o noso "artista robot" representaba un retrato de A. S. Pushkin. A tecnoloxía tamén se pode usar para soldar pezas de formas complexas. En esencia, trátase dun complexo robótico que resolve problemas industriais en condicións de laboratorio.
O laboratorio tamén conta cunha pinza de tres dedos equipada con sensores de presión situados na superficie interna dos dedos.
Este dispositivo permite a manipulación de obxectos fráxiles cando é importante controlar con precisión a forza de agarre para evitar danos.
O laboratorio ten modelo robótico dunha embarcación de superficie, que está destinado a probar sistemas de posicionamento dinámico.
O modelo está equipado con varios actuadores, así como hardware de comunicación por radio para transmitir sinais de control.
No laboratorio hai unha piscina onde se proba o rendemento dos algoritmos de control con compensación de desprazamentos lonxitudinais e transversais.
Actualmente, están en marcha plans para organizar unha gran piscina para realizar probas a gran escala con escenarios complicados.
Traballar con socios e plans
Un dos nosos socios é a empresa británica TRA Robotics. Xuntos nós sobre a mellora dos algoritmos de control de robots industriais para unha empresa de fabricación dixital. Nesta empresa, todo o ciclo de produción: desde o desenvolvemento ata a fabricación de produtos industriais, realizarase mediante robots e sistemas de intelixencia artificial.
Outros socios inclúen a empresa Elektropribor, coa que nós sistemas mecatrónicos e robóticos. Os nosos estudantes axudan aos empregados da empresa no campo da instrumentación, desenvolvemento de software e tarefas de produción.
Nós tamén con General Motors, robótica xunto con InfoWatch. Ademais, os empregados do laboratorio interactúan estreitamente coa empresa , que implementa proxectos para desenvolver sistemas de posicionamento dinámico para embarcacións de superficie.
Traballa na Universidade ITMO , onde os escolares se preparan para competicións de nivel mundial. Por exemplo, en 2017 o noso equipo Olimpíada Mundial de Robots en Costa Rica, e no verán de 2018 os nosos alumnos dous premios na Olimpíada de toda Rusia para escolares.
Nós atraer máis socios industriais e educar á xeración máis nova de científicos rusos. Quizais desenvolverán robots que complementarán orgánicamente o mundo humano e realizarán tarefas máis rutineiras e perigosas nas empresas.
Visitas fotográficas a outros laboratorios da Universidade ITMO:
Fonte: www.habr.com