機械化されたアームとマニピュレーター — ITMO 大学のロボット工学研究室が何をしているかを説明します

制御システム情報学部 (CS&I) に基づいて、ITMO 大学にロボット工学の研究室が開設されました。 私たちはその壁の中で取り組んでいるプロジェクトについて話し、産業用ロボットマニピュレーター、ロボットグリッパー、水上艦艇のロボットモデルを使用した動的測位システムをテストするための設備などのツールを紹介します。

専門化

ロボティクス研究室は、ITMO 大学で最も古い制御システム情報学科に属しています。 彼女は1945年に登場しました。 研究所自体は 1955 年に設立され、その後、水上艦のパラメータの測定と計算の自動化に取り組みました。 その後、サイバネティクス、CAD、ロボティクスが加わり、領域が拡大しました。

現在、同研究室では産業用ロボットの改良に取り組んでいます。 従業員は、人間と機械の相互作用に関連する問題を解決し、ロボットの力制御による安全な制御アルゴリズムを開発し、また、人間と並んでタスクを実行できる協働ロボットの開発にも取り組んでいます。

また、研究室はロボットのグループを遠隔制御するための代替方法を開発し、オンラインで新しいタスクを実行するために再構成できるソフトウェアアルゴリズムを作成しています。

プロジェクト

多くの実験用ロボット システムは大企業から購入されており、研究または産業目的を目的としています。 機器の一部は研究開発作業の一環として従業員によって製造されました。

後者のうち、区別できるのは、 スチュアートロボットプラットフォーム XNUMX つの自由度を持ちます。 この学術施設は、ボールを敷地の中央に保つための制御アルゴリズムをテストするように設計されています (システムの動作は次の図で確認できます)。 このビデオ).

このロボット複合体は、ボールの座標を決定する抵抗センサー基板を備えた長方形のプラットフォームで構成されています。 ドライブシャフトはスイベルジョイントを介して取り付けられています。 これらのドライブは、USB 経由でコンピューターから送信される制御信号に従ってプラットフォームの角度を変更し、ボールが転がり落ちることを防ぎます。

この複合体には、外乱を補償する役割を担う追加のサーボ ドライブがあります。 これらのドライブを動作させるために、研究室のスタッフは、振動や風などのさまざまな種類の干渉を「平滑化」する特別なアルゴリズムを開発しました。

また、研究室のロボットパークには研究施設も併設されています。 KUKA ユーボットこれは、全方向ホイールを備えたモバイル プラットフォームに取り付けられた XNUMX リンク ロボット アームです。

アルゴリズムはKUKA youBotロボットでテストされました 移動するターゲットを追跡するための適応制御。 彼らはデジタルカメラベースの視覚システムとビデオ処理手順を使用します。 このプロジェクトの基礎は、研究室スタッフによって行われる非線形システムの適応制御分野の研究です。

制御アルゴリズムは、ロボット リンクに作用する外部の影響を補償するために使用されます。 その結果、機械は作業ツールを空間内の固定点に保持し、所定の軌道に沿って安定して移動させることができます。

KUKA youBot ロボットに基づいて実装されたプロジェクトの例は次のとおりです。 センサーレストルクセンシング。 私たちは英国の企業 TRA Robotics と協力して、高価なトルク センサーを使用せずに作業ツールと環境の間の相互作用の力を推定できるアルゴリズムを開発しました。 これにより、ロボットは外部システムに頼ることなく、より複雑な操作を実行できるようになりました。

研究室におけるロボットのセットアップのもう XNUMX つの例は、セルです。 FESTO ロボットビジョンセル。 この複合体は次の目的で使用されます。 模造品 溶接などの生産における技術的操作。 このようなシナリオを実装するには、動作計画のタスクが課せられます。つまり、模擬溶接ツールが金属部品の輪郭を迂回します。

さらに、セルにはビジョンシステムが装備されており、色や形状によって部品を分類する問題を解決できます。

このプロジェクトは、三菱 RV-3SDB 産業用ロボットを備えた FESTO ロボット ビジョン セルに基づいて、動作計画の問題を解決します。

複雑な軌道をプログラミングする際の、オペレーターとロボット コントローラー間の対話プロセスを簡素化するのに役立ちます。 このアイデアは、ビットマップに表示された輪郭を使用してロボット ツールの動きを自動的にプログラムすることです。 ファイルをシステムにアップロードするだけで十分で、アルゴリズムが必要な参照ポイントを独立して配置し、プログラム コードを構成します。

実際には、得られたソリューションは彫刻や描画に適用できます。

私たちはチャンネルにいます ビデオ、そこで私たちの「ロボットアーティスト」はA.S.プーシキンの肖像画を描きました。 また、複雑な形状の部品の溶接にも応用可能です。 実際、これは実験室の産業上の問題を解決するロボット複合体です。

この実験室には、指の内面に圧力センサーを備えた XNUMX 本指グリッパーもあります。

このような装置を使用すると、損傷を避けるために把持力を正確に制御することが重要な場合に、壊れやすい物体の操作が可能になります。

研究室には、 ロボット水上艦モデル、動的測位システムをテストするように設計されています。

このモデルには、複数のアクチュエーターと、制御信号を送信するための無線通信ハードウェアが装備されています。

研究室にはプールがあり、制御アルゴリズムの性能がチェックされています 水上艦艇の小型モデルの位置を保持する 縦方向と横方向の変位を補正します。

現在、複雑なシナリオを伴う大規模なテストのために大規模なプールを組織することが計画されています。

パートナーと協力して計画を立てる

私たちのパートナーの XNUMX つは英国の企業 TRA Robotics です。 一緒に私たちは 働いています デジタルプロダクション企業向けの産業用ロボットの制御アルゴリズムの改善に関する研究。 このような企業では、工業製品の開発から製造までの生産サイクル全体がロボットやAIシステムによって実行されることになります。

他のパートナーの中にはエレクトロプリボール社の懸念もあり、当社は 私たちは開発しています メカトロニクスおよびロボット システム。 私たちの学生は、グループの従業員の計装、ソフトウェア開発、生産業務を支援します。

私達も 協力します ゼネラルモーターズと 発展 InfoWatch と連携したロボット工学。 また、研究所のスタッフは企業と密接に連携しています。 JSC「ナビス」、水上船舶用の動的測位システムを開発するプロジェクトを実施します。

ITMO大学で働く 青少年ロボティクス研究室学生たちは世界クラスの大会に向けて準備をします。 たとえば、2017 年に私たちのチームは 勝った コスタリカで開催された世界ロボットオリンピックと 2018 年夏に本校の学生 取った 小学生のための全ロシアオリンピックでXNUMXつの賞を受賞。

我々 計画 より多くの業界パートナーを引きつけ、ロシアの若い世代の科学者を教育する。 人間の世界を有機的に補完し、企業内でより日常的で危険な作業を実行するようなロボットを開発するのはおそらく彼らです。

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出所： habr.com