ITMO Universitātē uz Vadības sistēmu un informātikas katedras (CS&I) bāzes ir atvērta robotikas laboratorija. Runāsim par projektiem, pie kuriem tā sienās tiek strādāts, un parādīsim instrumentus: industriālos robotizētos manipulatorus, robotizētos satvērējus, kā arī instalāciju dinamisko pozicionēšanas sistēmu testēšanai, izmantojot virszemes kuģa robotizēto modeli.
specializācija
Robotikas laboratorija pieder ITMO universitātes vecākajai nodaļai, ko sauc par vadības sistēmām un informātiku. Viņa parādījās 1945. gadā. Pati laboratorija tika uzsākta 1955. gadā - tad tā nodarbojās ar mērījumu automatizāciju un virszemes kuģu parametru aprēķiniem. Vēlāk jomu klāsts tika paplašināts: tika pievienota kibernētika, CAD un robotika.
Šodien laboratorija nodarbojas ar industriālo robotu pilnveidošanu. Darbinieki risina jautājumus, kas saistīti ar cilvēka un mašīnas mijiedarbību – izstrādā drošas vadības algoritmus ar robota spēka vadību, kā arī strādā pie sadarbības robotiem, kas spēj veikt uzdevumus plecu pie pleca ar cilvēkiem.
Tāpat laboratorijā tiek izstrādātas alternatīvas metodes robotu grupu attālinātai vadībai un tiek veidoti programmatūras algoritmi, kurus var pārkonfigurēt jaunu uzdevumu veikšanai tiešsaistē.
Projekti
Vairākas laboratorijas robotizētās sistēmas tiek iegādātas no lieliem uzņēmumiem un ir paredzētas pētniecības vai rūpnieciskiem mērķiem. Daļu iekārtu izgatavoja darbinieki pētniecības un attīstības darba ietvaros.
No pēdējiem var atšķirt ar divām brīvības pakāpēm. Akadēmiskā instalācija ir paredzēta, lai pārbaudītu vadības algoritmus, lai bumbiņu turētu vietnes centrā (jūs varat redzēt sistēmu darbībā ).
Robotu komplekss sastāv no taisnstūra platformas ar pretestības sensora substrātu, kas nosaka bumbas koordinātas. Piedziņas vārpstas tam ir piestiprinātas ar šarnīra savienojuma palīdzību. Šie diskdziņi maina platformas leņķi atbilstoši vadības signāliem, kas nāk no datora, izmantojot USB, un neļauj bumbiņai ripot prom.
Kompleksā ir papildu servo piedziņas, kas ir atbildīgas par traucējumu kompensēšanu. Šo piedziņu darbībai laboratorijas darbinieki izstrādāja īpašus algoritmus, kas “izlīdzina” dažāda veida traucējumus, piemēram, vibrācijas vai vēju.
Turklāt laboratorijas robotu parkā ir pētniecības iekārta. KUKA youBot, kas ir piecu saišu robotu roka, kas uzstādīta uz mobilās platformas ar daudzvirzienu riteņiem.
Algoritmi tika pārbaudīti uz KUKA youBot robota . Viņi izmanto uz digitālo kameru balstītu redzes sistēmu un video apstrādes procedūras. Šī projekta pamatā ir pētījumi nelineāro sistēmu adaptīvās vadības jomā, ko veic laboratorijas darbinieki.
Vadības algoritmi tiek izmantoti, lai kompensētu ārējās ietekmes, kas iedarbojas uz robotu saitēm. Rezultātā iekārta spēj noturēt darba instrumentu fiksētā telpas punktā un vienmērīgi virzīt to pa noteiktu trajektoriju.
Uz KUKA youBot robota bāzes īstenota projekta piemērs ir . Kopā ar Lielbritānijas uzņēmumu TRA Robotics esam izstrādājuši algoritmu, kas ļauj novērtēt darba instrumenta un vides mijiedarbības spēku bez dārgiem griezes momenta sensoriem. Tas ļāva robotam veikt sarežģītākas darbības, neizmantojot ārējās sistēmas.
Vēl viens robotu iestatīšanas piemērs laboratorijā ir šūna FESTO Robot Vision Cell. Šis komplekss tiek izmantots tehnoloģiskās operācijas ražošanā, piemēram, metināšana. Šāda scenārija īstenošanai tiek izvirzīts kustību plānošanas uzdevums: metināšanas imitācijas instruments apiet metāla daļas kontūru.
Turklāt šūna ir aprīkota ar redzes sistēmu un spēj atrisināt detaļu šķirošanas problēmu pēc krāsas vai formas.
Projekts, kura pamatā ir FESTO Robot Vision Cell ar industriālo robotu Mitsubishi RV-3SDB, atrisina kustības plānošanas problēmas.
Tas palīdz vienkāršot mijiedarbības procesu starp operatoru un robotu kontrolieri, programmējot sarežģītas trajektorijas. Ideja ir automātiski ieprogrammēt robota rīka kustības, izmantojot bitkartē parādītās kontūras. Pietiek augšupielādēt failu sistēmā, un algoritms patstāvīgi ievietos nepieciešamos atskaites punktus un sastādīs programmas kodu.
Praksē iegūto risinājumu var izmantot gravēšanai vai zīmēšanai.
Mums ir kanālā , kurā mūsu "robots-mākslinieks" attēloja A. S. Puškina portretu. Tehnoloģiju var izmantot arī sarežģītas formas detaļu metināšanai. Faktiski šis ir robotu komplekss, kas laboratorijā risina rūpnieciskās problēmas.
Laboratorijā ir arī trīspirkstu satvērējs, kas aprīkots ar spiediena sensoriem, kas atrodas uz pirkstu iekšējās virsmas.
Šāda ierīce ļauj manipulēt ar trausliem priekšmetiem, kad ir svarīgi precīzi kontrolēt satveršanas spēku, lai izvairītos no bojājumiem.
Laboratorijā ir robotizēts virszemes kuģa modelis, kas paredzēts dinamisko pozicionēšanas sistēmu testēšanai.
Modelis ir aprīkots ar vairākiem izpildmehānismiem, kā arī radiosakaru aparatūru vadības signālu pārraidīšanai.
Laboratorijā ir peldbaseins, kurā tiek pārbaudīta vadības algoritmu darbība ar garenvirziena un šķērsenisku noviržu kompensāciju.
Šobrīd plānots organizēt lielu baseinu liela mēroga testiem ar sarežģītiem scenārijiem.
Darbs ar partneriem un plāniem
Viens no mūsu partneriem ir Lielbritānijas uzņēmums TRA Robotics. Kopā mēs par industriālo robotu vadības algoritmu pilnveidošanu digitālās ražošanas uzņēmumam. Šādā uzņēmumā visu ražošanas ciklu no izstrādes līdz rūpniecisko produktu ražošanai veiks roboti un AI sistēmas.
Citu partneru vidū ir koncerns Elektropribor, ar kuru kopā mēs mehatroniskās un robotiskās sistēmas. Mūsu studenti palīdz grupas darbiniekiem ar instrumentācijas, programmatūras izstrādes un ražošanas uzdevumiem.
Mēs arī ar General Motors robotika kopā ar InfoWatch. Arī laboratorijas darbinieki cieši sadarbojas ar uzņēmumu. , kas īsteno projektus dinamisku pozicionēšanas sistēmu izstrādei virszemes kuģiem.
Strādā ITMO Universitātē kur skolēni gatavojas pasaules līmeņa sacensībām. Piemēram, 2017. gadā mūsu komanda Pasaules robotu olimpiāde Kostarikā, bet 2018. gada vasarā mūsu skolēni divas godalgas Viskrievijas skolēnu olimpiādē.
Mēs piesaistīt vairāk nozares partneru un izglītot jaunāko krievu zinātnieku paaudzi. Iespējams, tieši viņi izstrādās tādus robotus, kas organiski papildinās cilvēku pasauli un veiks ikdienišķākus un bīstamākus uzdevumus uzņēmumos.
Fotoekskursijas pa citām ITMO universitātes laboratorijām:
Avots: www.habr.com