ITMO universitete Valdymo sistemų ir informatikos (CS&I) katedros pagrindu atidaryta robotikos laboratorija. Papasakosime apie projektus, kuriuos jie dirba jos sienose, ir parodysime įrankius: pramoninius robotus manipuliatorius, robotus sugriebimo įrenginius, taip pat instaliaciją, skirtą dinaminių padėties nustatymo sistemų testavimui naudojant robotinį antvandeninio laivo modelį.
specializacija
Robotikos laboratorija priklauso seniausiam ITMO universiteto katedrai, kuri vadinasi „Valdymo sistemos ir informatika“. Jis pasirodė 1945 m. Pati laboratorija pradėjo veikti 1955 m. – tuo metu buvo sprendžiami paviršinių indų matavimų automatizavimo ir parametrų skaičiavimo klausimai. Vėliau sričių spektras buvo išplėstas: atsirado kibernetika, CAD, robotika.
Šiandien laboratorija tobulina pramoninius robotus. Darbuotojai sprendžia problemas, susijusias su žmogaus ir mašinos sąveika – kuria saugaus valdymo algoritmus, kurie valdo roboto jėgą, taip pat dirba su bendradarbiaujančiais robotais, kurie gali atlikti užduotis kartu su žmonėmis.
Laboratorijoje taip pat kuriami alternatyvūs robotų grupių nuotolinio valdymo metodai ir kuriami programiniai algoritmai, kuriuos galima perkonfigūruoti, kad būtų galima atlikti naujas užduotis internete.
Projektai
Nemažai laboratorijoje esančių robotizuotų sistemų buvo įsigytos iš didelių įmonių ir yra skirtos moksliniams tyrimams ar pramoniniams tikslams. Dalį įrangos pagamino darbuotojai, vykdydami tyrimų ir plėtros darbus.
Tarp pastarųjų galime išskirti su dviem laisvės laipsniais. Akademinė instaliacija skirta patikrinti valdymo algoritmus, kaip išlaikyti kamuolį aikštės centre (sistemą galite pamatyti ).
Robotų kompleksą sudaro stačiakampė platforma su varžiniu jutiklio pagrindu, kuris nustato kamuoliuko koordinates. Pavaros velenai prie jo pritvirtinami pasukamąja jungtimi. Šios pavaros keičia platformos kampą pagal valdymo signalus, gaunamus iš kompiuterio per USB ir neleidžia kamuoliukui riedėti.
Komplekse yra papildomi servo įrenginiai, atsakingi už trikdžių kompensavimą. Šioms pavaroms valdyti laboratorijos darbuotojai sukūrė specialius algoritmus, kurie „išlygina“ įvairių tipų trukdžius, tokius kaip vibracija ar vėjas.
Be to, laboratorijos robotų parke yra tyrimų patalpa KUKA youBot, kuris yra penkių jungčių robotas manipuliatorius, sumontuotas ant mobilios platformos su įvairiakrypčiais ratais.
Algoritmai buvo išbandyti su KUKA youBot robotu . Jie naudoja skaitmeninėmis kameromis pagrįstą regėjimo sistemą ir vaizdo apdorojimo procedūras. Šio projekto pagrindas – laboratorijos darbuotojų atliekami tyrimai netiesinių sistemų adaptyvaus valdymo srityje.
Valdymo algoritmai naudojami išorinių poveikių, veikiančių roboto nuorodas, kompensavimui. Dėl to mašina gali išlaikyti darbo įrankį fiksuotame erdvės taške ir tolygiai judinti duotu keliu.
Projekto, įgyvendinto roboto KUKA youBot pagrindu, pavyzdys yra . Kartu su britų kompanija TRA Robotics sukūrėme algoritmą, leidžiantį įvertinti darbo įrankio sąveikos su aplinka jėgą be brangių jėgos-sukimo momento jutiklių. Tai leido robotui atlikti sudėtingesnes operacijas be išorinių sistemų pagalbos.
Kitas robotų sąrankos pavyzdys laboratorijoje yra ląstelė FESTO Robot Vision Cell. Šis kompleksas naudojamas technologinės operacijos gamyboje, pavyzdžiui, suvirinimas. Tokiam scenarijui įgyvendinti iškeliamas judesių planavimo uždavinys: imituojamas suvirinimo įrankis juda aplink metalinės detalės kontūrą.
Be to, kameroje yra įrengta techninio matymo sistema ir ji gali išspręsti detalių rūšiavimo pagal spalvą ar formą problemas.
Projektas, vykdomas FESTO Robot Vision Cell pagrindu su pramoniniu robotu Mitsubishi RV-3SDB, išsprendžia judėjimo planavimo problemas.
Tai padeda supaprastinti operatoriaus sąveiką su roboto valdikliu programuojant sudėtingas trajektorijas. Idėja yra automatiškai programuoti roboto įrankio judesius naudojant rastriniame brėžinyje pavaizduotus kontūrus. Pakanka įkelti failą į sistemą, o algoritmas savarankiškai sutvarkys reikiamus atskaitos taškus ir sudarys programos kodą.
Praktiškai gautas tirpalas gali būti naudojamas graviravimui ar piešimui.
Turime jį savo kanale , kuriame mūsų „menininkas robotas“ pavaizdavo A. S. Puškino portretą. Ši technologija taip pat gali būti naudojama sudėtingų formų dalių suvirinimui. Iš esmės tai yra robotų kompleksas, sprendžiantis pramonines problemas laboratorinėmis sąlygomis.
Laboratorijoje taip pat yra trijų pirštų griebtuvas su slėgio jutikliais, esančiais vidiniame pirštų paviršiuje.
Toks įtaisas leidžia manipuliuoti trapiais objektais, kai svarbu tiksliai valdyti sukibimo jėgą, kad būtų išvengta žalos.
Laboratorija turi robotinis paviršinio laivo modelis, kuris skirtas dinaminių padėties nustatymo sistemų testavimui.
Modelis aprūpintas keliomis pavaromis, taip pat radijo ryšio technine įranga valdymo signalams perduoti.
Laboratorijoje yra baseinas, kuriame tikrinamas valdymo algoritmų veikimas su išilginių ir skersinių poslinkių kompensavimu.
Šiuo metu planuojama organizuoti didelį telkinį, kad būtų galima atlikti didelio masto bandymus su sudėtingais scenarijais.
Darbas su partneriais ir planai
Vienas iš mūsų partnerių – britų kompanija TRA Robotics. Kartu mes dėl skaitmeninės gamybos įmonės pramoninių robotų valdymo algoritmų tobulinimo. Tokioje įmonėje visą gamybos ciklą: nuo kūrimo iki pramoninių produktų gamybos, atliks robotai ir dirbtinio intelekto sistemos.
Tarp kitų partnerių yra koncernas Elektropribor, su kuriuo mes mechatroninės ir robotinės sistemos. Mūsų studentai padeda koncerno darbuotojams instrumentavimo, programinės įrangos kūrimo ir gamybos užduočių srityse.
Mes taip pat su „General Motors“, robotika kartu su InfoWatch. Taip pat laboratorijos darbuotojai glaudžiai bendrauja su įmone , kuri įgyvendina dinaminių antvandeninių laivų padėties nustatymo sistemų kūrimo projektus.
Veikia ITMO universitete , kur moksleiviai ruošiasi pasaulinio lygio varžyboms. Pavyzdžiui, mūsų komanda 2017 m Pasaulinė robotų olimpiada Kosta Rikoje, o 2018 metų vasarą mūsų mokiniai dvi prizines vietas visos Rusijos moksleivių olimpiadoje.
Mes pritraukti daugiau pramonės partnerių ir ugdyti jaunąją Rusijos mokslininkų kartą. Galbūt jie sukurs robotus, kurie organiškai papildys žmonių pasaulį ir atliks įprastesnes bei pavojingesnes užduotis įmonėse.
Fotoekskursijos po kitas ITMO universiteto laboratorijas:
Šaltinis: www.habr.com