Na Sveučilištu ITMO otvoren je laboratorij za robotiku na temelju Zavoda za sustave upravljanja i informatiku (CS&I). Govorit ćemo o projektima na kojima se radi unutar njegovih zidova i pokazati alate: industrijske robotske manipulatore, robotske hvataljke, kao i instalaciju za testiranje sustava dinamičkog pozicioniranja pomoću robotskog modela površinskog plovila.
specijalizacija
Laboratorij za robotiku pripada najstarijem odjelu na Sveučilištu ITMO koji se zove Sustavi upravljanja i informatika. Pojavila se 1945. Sam laboratorij pokrenut je 1955. godine - tada se bavio automatizacijom mjerenja i proračuna parametara površinskih brodova. Kasnije je raspon područja proširen: dodana je kibernetika, CAD i robotika.
Danas se laboratorij bavi usavršavanjem industrijskih robota. Zaposlenici rješavaju probleme povezane s interakcijom čovjeka i stroja - razvijaju sigurne algoritme upravljanja s kontrolom sile robota, a također rade na kolaborativnim robotima koji mogu obavljati zadatke rame uz rame s ljudima.
Također, laboratorij razvija alternativne metode za daljinsko upravljanje grupama robota i kreira softverske algoritme koji se mogu rekonfigurirati za obavljanje novih zadataka online.
Projekti
Određeni broj laboratorijskih robotskih sustava nabavlja se od velikih tvrtki i namijenjeni su za istraživačke ili industrijske svrhe. Dio opreme proizveli su zaposlenici u sklopu istraživačko-razvojnog rada.
Od potonjeg se može razlikovati sa dva stupnja slobode. Akademska instalacija dizajnirana je za testiranje kontrolnih algoritama za držanje lopte u središtu mjesta (možete vidjeti sustav na djelu u ).
Robotski kompleks sastoji se od pravokutne platforme s otpornom senzorskom podlogom koja određuje koordinate lopte. Pogonske osovine su pričvršćene na njega uz pomoć zakretnog zgloba. Ovi pogoni mijenjaju kut platforme prema kontrolnim signalima koji dolaze s računala putem USB-a i ne dopuštaju da se lopta otkotrlja.
Kompleks ima dodatne servo pogone koji su odgovorni za kompenzaciju smetnji. Za rad ovih pogona osoblje laboratorija razvilo je posebne algoritme koji "izglađuju" razne vrste smetnji, poput vibracija ili vjetra.
Osim toga, robotski park laboratorija ima istraživački pogon. KUKA youBot, koja je robotska ruka s pet karika postavljena na mobilnu platformu s višesmjernim kotačima.
Algoritmi su testirani na robotu KUKA youBot . Koriste sustav vida temeljen na digitalnoj kameri i postupke obrade videa. Temelj ovog projekta su istraživanja u području adaptivnog upravljanja nelinearnim sustavima, koja provode djelatnici laboratorija.
Algoritmi upravljanja koriste se za kompenzaciju vanjskih utjecaja koji djeluju na veze robota. Kao rezultat, stroj može držati radni alat na fiksnoj točki u prostoru i ravnomjerno ga pomicati duž zadane putanje.
Primjer projekta implementiranog na temelju robota KUKA youBot je . Zajedno s britanskom tvrtkom TRA Robotics razvili smo algoritam koji nam omogućuje procjenu sile interakcije između radnog alata i okoline bez skupih senzora momenta. To je robotu omogućilo izvođenje složenijih operacija bez pribjegavanja vanjskim sustavima.
Još jedan primjer robotske instalacije u laboratoriju je ćelija FESTO Robot Vision Cell. Ovaj kompleks se koristi za tehnološke operacije u proizvodnji, kao što je zavarivanje. Za provedbu takvog scenarija postavlja se zadatak planiranja kretanja: imitacija alata za zavarivanje zaobilazi konturu metalnog dijela.
Osim toga, ćelija je opremljena sustavom vida i može riješiti problem razvrstavanja dijelova po boji ili obliku.
Projekt, temeljen na FESTO Robot Vision Cell s industrijskim robotom Mitsubishi RV-3SDB, rješava probleme planiranja kretanja.
Pomaže pojednostaviti proces interakcije između operatera i kontrolera robota pri programiranju složenih putanja. Ideja je automatski programirati pokrete robotskog alata pomoću kontura prikazanih na bitmapi. Dovoljno je uploadati datoteku u sustav, a algoritam će samostalno postaviti potrebne referentne točke i sastaviti programski kod.
U praksi se dobivena otopina može primijeniti na graviranje ili crtanje.
Imamo na kanalu , u kojoj je naš "robot-umjetnik" prikazao portret A. S. Puškina. Također, tehnologija se može koristiti za zavarivanje dijelova složenog oblika. Zapravo, ovo je robotski kompleks koji rješava industrijske probleme u laboratoriju.
Laboratorij posjeduje i troprstu hvataljku opremljenu senzorima pritiska koji se nalaze na unutarnjoj površini prstiju.
Takav uređaj omogućuje manipulaciju lomljivim predmetima, kada je važno precizno kontrolirati silu stiskanja kako bi se izbjegla oštećenja.
Laboratorij ima robotski površinski model broda, koji je dizajniran za testiranje sustava dinamičkog pozicioniranja.
Model je opremljen s nekoliko aktuatora, kao i hardverom za radio komunikaciju za prijenos upravljačkih signala.
U laboratoriju se nalazi bazen u kojem se provjerava izvedba upravljačkih algoritama uz kompenzaciju uzdužnih i poprečnih pomaka.
Trenutačno se planira organizirati veliki bazen za velika ispitivanja s kompliciranim scenarijima.
Rad s partnerima i planovi
Jedan od naših partnera je britanska tvrtka TRA Robotics. Zajedno mi o poboljšanju upravljačkih algoritama za industrijske robote za digitalno proizvodno poduzeće. U takvom će poduzeću cijeli proizvodni ciklus, od razvoja do proizvodnje industrijskih proizvoda, obavljati roboti i AI sustavi.
Među ostalim partnerima je i koncern Elektropribor s kojim smo mehatronički i robotski sustavi. Naši studenti pomažu zaposlenicima grupe s instrumentima, razvojem softvera i proizvodnim zadacima.
Mi također s General Motorsom robotike zajedno s InfoWatčem. Također, osoblje laboratorija blisko surađuje s tvrtkom. , koja provodi projekte razvoja sustava dinamičkog pozicioniranja površinskih plovila.
Radi na Sveučilištu ITMO gdje se studenti pripremaju za natjecanja svjetske klase. Primjerice, 2017. naš tim Svjetska robotska olimpijada u Kostariki, a u ljeto 2018. naši učenici dvije nagrade na Sveruskoj olimpijadi za školsku djecu.
Mi privući više industrijskih partnera i obrazovati mlađu generaciju ruskih znanstvenika. Možda će upravo oni razviti takve robote koji će organski nadopuniti ljudski svijet i obavljati rutinskije i opasnije poslove u poduzećima.
Foto obilasci drugih laboratorija Sveučilišta ITMO:
Izvor: www.habr.com