Un laboratorio di robotica è stato aperto presso l'Università ITMO sulla base del Dipartimento di Sistemi di Controllo e Informatica (CS&I). Parleremo dei progetti su cui si sta lavorando all'interno delle sue mura e mostreremo gli strumenti: manipolatori robotici industriali, pinze robotiche, nonché un'installazione per testare sistemi di posizionamento dinamico utilizzando un modello robotico di una nave di superficie.
Specializzazione
Il Robotics Lab appartiene al dipartimento più antico dell'Università ITMO, che si chiama Control Systems and Informatics. È apparsa nel 1945. Il laboratorio stesso fu lanciato nel 1955, quindi si occupò dell'automazione delle misurazioni e dei calcoli dei parametri delle navi di superficie. Successivamente, la gamma di aree è stata ampliata: sono state aggiunte la cibernetica, il CAD e la robotica.
Oggi il laboratorio è impegnato nel miglioramento dei robot industriali. I dipendenti risolvono problemi relativi all'interazione uomo-macchina: sviluppano algoritmi di controllo sicuri con il controllo della forza del robot e lavorano anche su robot collaborativi in grado di eseguire attività fianco a fianco con le persone.
Inoltre, il laboratorio sta sviluppando metodi alternativi per il controllo remoto di gruppi di robot e creando algoritmi software che possono essere riconfigurati per eseguire nuove attività online.
Progetti
Numerosi sistemi robotici da laboratorio vengono acquistati da grandi aziende e sono destinati a scopi di ricerca o industriali. Parte dell'attrezzatura è stata prodotta dai dipendenti nell'ambito del lavoro di ricerca e sviluppo.
Di quest'ultimo, si può distinguere con due gradi di libertà. L'installazione accademica è progettata per testare algoritmi di controllo per mantenere la palla al centro del sito (puoi vedere il sistema in azione in ).
Il complesso robotico è costituito da una piattaforma rettangolare con un substrato sensore resistivo che determina le coordinate della palla. Gli alberi di trasmissione sono fissati ad esso con l'aiuto di un giunto girevole. Queste unità modificano l'angolazione della piattaforma in base ai segnali di controllo provenienti dal computer tramite USB e non consentono alla palla di rotolare via.
Il complesso dispone di servoazionamenti aggiuntivi responsabili della compensazione dei disturbi. Per il funzionamento di questi azionamenti, il personale del laboratorio ha sviluppato algoritmi speciali che "appianano" vari tipi di interferenze, come vibrazioni o vento.
Inoltre, il parco robot del laboratorio dispone di una struttura di ricerca. KUKA youBot, che è un braccio robotico a cinque bracci montato su una piattaforma mobile con ruote omnidirezionali.
Gli algoritmi sono stati testati sul robot KUKA youBot . Usano un sistema di visione basato su fotocamera digitale e procedure di elaborazione video. La base di questo progetto è la ricerca nel campo del controllo adattativo di sistemi non lineari, svolta dal personale del laboratorio.
Gli algoritmi di controllo vengono utilizzati per compensare le influenze esterne che agiscono sui collegamenti del robot. Di conseguenza, la macchina è in grado di mantenere l'utensile di lavoro in un punto fisso nello spazio e di spostarlo costantemente lungo una determinata traiettoria.
Un esempio di un progetto realizzato sulla base del robot KUKA youBot è . Insieme alla società britannica TRA Robotics, abbiamo sviluppato un algoritmo che ci consente di stimare la forza di interazione tra lo strumento di lavoro e l'ambiente senza costosi sensori di coppia. Ciò ha consentito al robot di eseguire operazioni più complesse senza ricorrere a sistemi esterni.
Un altro esempio di installazione robotica in un laboratorio è una cella Cella di visione robotica FESTO. Questo complesso è utilizzato per operazioni tecnologiche nella produzione, come la saldatura. Per implementare uno scenario del genere, si pone il compito della pianificazione del movimento: uno strumento di imitazione della saldatura aggira il contorno di una parte metallica.
Inoltre la cella è dotata di un sistema di visione ed è in grado di risolvere il problema dello smistamento dei pezzi per colore o forma.
Il progetto, basato sulla FESTO Robot Vision Cell con il robot industriale Mitsubishi RV-3SDB, risolve i problemi di pianificazione del movimento.
Aiuta a semplificare il processo di interazione tra l'operatore e il controller del robot durante la programmazione di traiettorie complesse. L'idea è di programmare automaticamente i movimenti dell'utensile del robot utilizzando i contorni mostrati nella bitmap. È sufficiente caricare un file nel sistema e l'algoritmo posizionerà autonomamente i punti di riferimento necessari e comporrà il codice del programma.
In pratica, la soluzione risultante può essere applicata all'incisione o al disegno.
Abbiamo sul canale , in cui il nostro "artista-robot" raffigurava un ritratto di A. S. Pushkin. Inoltre, la tecnologia può essere utilizzata per saldare parti di forma complessa. Si tratta infatti di un complesso robotico che risolve problemi industriali in laboratorio.
Il laboratorio dispone anche di una pinza a tre dita dotata di sensori di pressione posti sulla superficie interna delle dita.
Tale dispositivo consente la manipolazione di oggetti fragili, quando è importante controllare con precisione la forza di presa per evitare danni.
Il laboratorio ha modello di nave di superficie robotica, progettato per testare i sistemi di posizionamento dinamico.
Il modello è dotato di diversi attuatori, nonché hardware di comunicazione radio per la trasmissione dei segnali di controllo.
C'è una piscina nel laboratorio, dove vengono verificate le prestazioni degli algoritmi di controllo con compensazione degli spostamenti longitudinali e trasversali.
Allo stato attuale, si prevede di organizzare un grande pool per test su larga scala con scenari complicati.
Lavora con partner e piani
Uno dei nostri partner è l'azienda britannica TRA Robotics. Insieme noi sul miglioramento degli algoritmi di controllo per robot industriali per un'impresa di produzione digitale. In una tale impresa, l'intero ciclo produttivo, dallo sviluppo alla produzione di prodotti industriali, sarà eseguito da robot e sistemi di intelligenza artificiale.
Tra gli altri partner c'è la preoccupazione Elektropribor, insieme alla quale noi sistemi meccatronici e robotici. I nostri studenti aiutano i dipendenti del gruppo con attività di strumentazione, sviluppo software e produzione.
Anche noi con Motori Generali robotica insieme a InfoWatch. Inoltre, il personale di laboratorio interagisce strettamente con l'azienda. , che realizza progetti per lo sviluppo di sistemi di posizionamento dinamico per navi di superficie.
Lavora presso Università ITMO dove gli studenti si preparano per competizioni di livello mondiale. Ad esempio, nel 2017 il nostro team World Robot Olympiad in Costa Rica, e nell'estate del 2018 i nostri studenti due premi alle Olimpiadi panrusse per gli scolari.
Noi attrarre più partner del settore ed educare la generazione più giovane di scienziati russi. Forse sono loro che svilupperanno tali robot che integreranno organicamente il mondo umano e svolgeranno compiti più di routine e pericolosi nelle imprese.
Tour fotografici di altri laboratori dell'Università ITMO:
Fonte: habr.com
