Robotikai laboratóriumot nyitottak az ITMO Egyetemen az Irányítási Rendszerek és Informatika Tanszék (CS&I) bázisán. Beszámolunk azokról a projektekről, amelyeken dolgoznak a falakon belül, és bemutatjuk az eszközöket: ipari robotmanipulátorokat, robot-megfogó eszközöket, valamint dinamikus helymeghatározó rendszerek tesztelésére szolgáló installációt egy felszíni hajó robotmodelljével.
szakosodás
A Robotikai Laboratórium az ITMO Egyetem legrégebbi tanszékéhez tartozik, melynek neve „Vezérlőrendszerek és informatika”. 1945-ben jelent meg. Maga a laboratórium 1955-ben indult - akkoriban a mérések automatizálásának és a felszíni edények paramétereinek kiszámításának kérdéseivel foglalkozott. Később a területek köre kibővült: a kibernetika, a CAD és a robotika is megjelent.
Ma a laboratórium az ipari robotok fejlesztésén dolgozik. Az alkalmazottak az ember-gép interakcióval kapcsolatos problémákkal foglalkoznak – olyan biztonságos vezérlési algoritmusokat fejlesztenek ki, amelyek szabályozzák a robot erejét, és olyan együttműködő robotokon is dolgoznak, amelyek az emberek mellett tudnak feladatokat végrehajtani.
A laboratórium emellett alternatív módszereket is fejleszt robotcsoportok távvezérlésére, és olyan szoftveralgoritmusokat készít, amelyek átkonfigurálhatók új feladatok online elvégzésére.
Projektek
A laboratóriumban található számos robotrendszert nagy cégektől vásárolták, és kutatási vagy ipari célokra szolgálnak. A berendezések egy részét a munkatársak kutatás-fejlesztési munka keretében gyártották.
Ez utóbbiak közül kiemelhetjük két szabadságfokkal. Az akadémiai telepítés a labda pálya közepén tartására szolgáló vezérlő algoritmusok tesztelésére szolgál (a rendszer működés közben látható ).
A robotkomplexum egy téglalap alakú platformból áll, rezisztív érzékelő szubsztrátummal, amely meghatározza a labda koordinátáit. A hajtótengelyek forgócsuklóval vannak rögzítve. Ezek a meghajtók megváltoztatják a platform dőlésszögét a számítógéptől USB-n keresztül kapott vezérlőjelek szerint, és megakadályozzák a labda elgurulását.
A komplexum további szervókkal rendelkezik, amelyek a zavarok kompenzálásáért felelősek. E meghajtók működtetésére a laboratóriumi személyzet speciális algoritmusokat fejlesztett ki, amelyek „kisimítják” a különféle típusú zavarokat, például a rezgéseket vagy a szelet.
Emellett a laboratórium robotparkjában egy kutatóhely is található KUKA youBot, amely egy ötlengőkaros robotmanipulátor, amely mobil platformra van szerelve mindenirányú kerekekkel.
Az algoritmusokat a KUKA youBot roboton tesztelték . Digitális kamera alapú látásrendszert és videófeldolgozási eljárásokat alkalmaznak. A projekt alapja a nemlineáris rendszerek adaptív vezérlésének területén végzett kutatás, amelyet laboratóriumi személyzet végez.
A robotlinkekre ható külső hatások kompenzálására vezérlő algoritmusokat használnak. Ennek eredményeként a gép képes a megmunkáló szerszámot a tér egy fix pontjában megtartani és egy adott pályán egyenletesen mozgatni.
Példa a KUKA youBot robot alapján megvalósított projektre . A brit TRA Robotics céggel közösen kifejlesztettünk egy algoritmust, amely lehetővé teszi, hogy drága erő-nyomaték érzékelők nélkül értékeljük a munkaeszköz és a környezet közötti kölcsönhatás erejét. Ez lehetővé tette a robot számára, hogy bonyolultabb műveleteket hajtson végre külső rendszerek segítsége nélkül.
Egy másik példa a laboratóriumi robotbeállításra egy cella FESTO Robot Vision Cell. Ezt a komplexet használják technológiai műveletek a gyártásban, például hegesztés. Egy ilyen forgatókönyv megvalósításához a mozgástervezés feladata van: egy szimulált hegesztőszerszám mozog egy fém alkatrész kontúrja körül.
Ezenkívül a cella technikai látórendszerrel van felszerelve, és képes megoldani az alkatrészek szín vagy forma szerinti válogatását.
A FESTO Robot Vision Cell alapján a Mitsubishi RV-3SDB ipari robottal megvalósított projekt a mozgástervezés problémáit oldja meg.
Segít leegyszerűsíteni a kezelő interakcióját a robotvezérlővel összetett pályák programozásakor. Az ötlet az, hogy egy robotszerszám mozgását automatikusan programozzák egy raszteres rajzon ábrázolt kontúrok segítségével. Elég egy fájlt feltölteni a rendszerbe, és az algoritmus önállóan rendezi a szükséges referenciapontokat és összeállítja a programkódot.
A gyakorlatban a kapott megoldás gravírozásra vagy rajzolásra használható.
Megvan a csatornánkon , amelyben „robotművészünk” A. S. Puskin portréját ábrázolta. A technológia összetett formájú alkatrészek hegesztésére is használható. Lényegében ez egy robotkomplexum, amely laboratóriumi körülmények között oldja meg az ipari problémákat.
A laboratóriumban egy háromujjas, az ujjak belső felületén elhelyezett nyomásérzékelőkkel felszerelt megfogó is található.
Egy ilyen eszköz lehetővé teszi a törékeny tárgyak kezelését, amikor fontos a fogási erő pontos szabályozása a sérülések elkerülése érdekében.
A laboratórium rendelkezik egy felszíni hajó robotmodellje, amely dinamikus helymeghatározó rendszerek tesztelésére szolgál.
A modell több működtetővel, valamint rádiókommunikációs hardverrel van felszerelve a vezérlőjelek továbbítására.
A laboratóriumban van egy uszoda, ahol a vezérlőalgoritmusok teljesítményét tesztelik hosszanti és keresztirányú elmozdulások kompenzálásával.
Jelenleg folynak a tervek egy nagy csoport megszervezésére, amely bonyolult forgatókönyvekkel rendelkező, nagyszabású teszteket hajt végre.
Partnerekkel való együttműködés és tervek
Egyik partnerünk a brit TRA Robotics cég. Együtt mi az ipari robotok vezérlési algoritmusainak javításáról egy digitális gyártó vállalat számára. Egy ilyen vállalkozásnál a teljes gyártási ciklust a fejlesztéstől az ipari termékek gyártásáig robotok és mesterséges intelligencia rendszerek végzik majd.
További partnerek közé tartozik az Elektropribor konszern is, amellyel együtt dolgozunk mechatronikai és robotrendszerek. Hallgatóink a konszern dolgozóit a műszerezési, szoftverfejlesztési és gyártási feladatokban segítik.
Mi is a General Motorsszal, robotika az InfoWatch-al együtt. Ezenkívül a laboratóriumi alkalmazottak szorosan együttműködnek a vállalattal , amely a felszíni hajók dinamikus helymeghatározó rendszereinek fejlesztésére irányuló projekteket valósít meg.
Az ITMO Egyetemen működik , ahol az iskolások világszínvonalú versenyekre készülnek. Például 2017-ben a mi csapatunk Robot Világolimpián Costa Ricán, 2018 nyarán pedig diákjainknak két díj az iskolások összoroszországi olimpiáján.
Mi több iparági partnert vonzani és a fiatalabb orosz tudósgeneráció képzését. Talán olyan robotokat fejlesztenek ki, amelyek szervesen kiegészítik az emberi világot, és rutinosabb és veszélyesebb feladatokat látnak el a vállalkozásokban.
Fotótúrák az ITMO Egyetem többi laboratóriumában:
Forrás: will.com