На Универзитету ИТМО отворена је лабораторија роботике на бази Катедре за управљачке системе и информатику (ЦС&И). Говорићемо о пројектима на којима се ради у његовим зидовима и показати алате: индустријске роботске манипулаторе, роботске хватаљке, као и инсталацију за тестирање система динамичког позиционирања помоћу роботског модела површинског пловила.
специјализација
Лабораторија за роботику припада најстаријем одсеку на Универзитету ИТМО, који се зове Контролни системи и информатика. Појавила се 1945. године. Сама лабораторија је покренута 1955. године – тада се бавила аутоматизацијом мерења и прорачуна параметара површинских бродова. Касније је опсег области проширен: додани су кибернетика, ЦАД и роботика.
Данас се лабораторија бави унапређењем индустријских робота. Запослени решавају проблеме у вези са интеракцијом човек-машина – развијају алгоритме за безбедно управљање са контролом силе робота, а такође раде на колаборативним роботима који могу да обављају задатке раме уз раме са људима.
Такође, лабораторија развија алтернативне методе за даљинско управљање групама робота и креира софтверске алгоритаме који се могу реконфигурисати за обављање нових задатака онлајн.
Пројекти
Одређени број лабораторијских роботских система се купује од великих компанија и намењени су за истраживачке или индустријске сврхе. Део опреме су произвели запослени у оквиру истраживачко-развојног рада.
Од ових последњих, може се разликовати са два степена слободе. Академска инсталација је дизајнирана да тестира контролне алгоритме за држање лопте у центру места (можете видети систем у акцији у ).
Роботски комплекс се састоји од правоугаоне платформе са отпорном сензорском подлогом која одређује координате лопте. Погонске осовине су причвршћене за њега помоћу обртног зглоба. Ови погони мењају угао платформе у складу са контролним сигналима који долазе са рачунара преко УСБ-а и не дозвољавају да се лопта откотрља.
Комплекс има додатне серво погоне који су одговорни за компензацију сметњи. За рад ових погона, лабораторијско особље је развило посебне алгоритме који „изглађују“ различите врсте сметњи, као што су вибрације или ветар.
Поред тога, роботски парк лабораторије има истраживачки објекат. КУКА иоуБот, који је роботска рука са пет карика постављена на мобилну платформу са вишесмерним точковима.
Алгоритми су тестирани на КУКА иоуБот роботу . Они користе систем вида заснован на дигиталној камери и поступке обраде видеа. Основа овог пројекта је истраживање у области адаптивног управљања нелинеарним системима које спроводи особље лабораторије.
Алгоритми управљања се користе за компензацију спољних утицаја који делују на везе робота. Као резултат тога, машина је у стању да држи радни алат на фиксној тачки у простору и да га стабилно помера дуж дате путање.
Пример пројекта реализованог на бази КУКА иоуБот робота је . Заједно са британском компанијом ТРА Роботицс развили смо алгоритам који нам омогућава да проценимо силу интеракције између радног алата и околине без скупих сензора обртног момента. Ово је омогућило роботу да изводи сложеније операције без прибегавања спољним системима.
Још један пример роботског подешавања у лабораторији је ћелија ФЕСТО Робот Висион Целл. Овај комплекс се користи за технолошке операције у производњи, као што су заваривање. Да би се имплементирао такав сценарио, постављен је задатак планирања кретања: имитација алата за заваривање заобилази контуру металног дела.
Поред тога, ћелија је опремљена системом за вид и у стању је да реши проблем сортирања делова по боји или облику.
Пројекат, заснован на ФЕСТО Робот Висион Целл са Митсубисхи РВ-3СДБ индустријским роботом, решава проблеме планирања кретања.
Помаже да се поједностави процес интеракције између оператера и контролера робота приликом програмирања сложених путања. Идеја је да се аутоматски програмирају покрети алата робота користећи контуре приказане на битмапу. Довољно је учитати датотеку у систем, а алгоритам ће самостално поставити потребне референтне тачке и саставити програмски код.
У пракси, добијено решење се може применити на гравирање или цртање.
Имамо на каналу , у којој је наш "робот-уметник" приказао портрет А. С. Пушкина. Такође, технологија се може користити за заваривање делова сложеног облика. У ствари, ово је роботски комплекс који решава индустријске проблеме у лабораторији.
У лабораторији се налази и хватаљка са три прста опремљена сензорима притиска који се налазе на унутрашњој површини прстију.
Такав уређај омогућава манипулацију ломљивим предметима, када је важно прецизно контролисати силу хватања како би се избегла оштећења.
Лабораторија има роботски модел површинског брода, који је дизајниран за тестирање система динамичког позиционирања.
Модел је опремљен са неколико актуатора, као и радио комуникационим хардвером за пренос контролних сигнала.
У лабораторији се налази базен, где се проверава перформансе контролних алгоритама уз компензацију уздужних и попречних померања.
Тренутно је планирано да се организује велики базен за велике тестове са компликованим сценаријима.
Рад са партнерима и планови
Један од наших партнера је британска компанија ТРА Роботицс. Заједно ми о унапређењу алгоритама управљања индустријским роботима за дигитално производно предузеће. У таквом предузећу цео производни циклус, од развоја до производње индустријских производа, обављаће роботи и АИ системи.
Међу осталим партнерима је концерн Електроприбор, са којим смо мехатронички и роботски системи. Наши студенти помажу запосленима у групи у пословима инструментације, развоја софтвера и производње.
Ми такође са Генерал Моторсом роботика заједно са ИнфоВатцх-ом. Такође, лабораторијско особље блиско сарађује са компанијом. , која реализује пројекте за развој система за динамичко позиционирање површинских пловила.
Ради на Универзитету ИТМО где се ученици припремају за такмичења светске класе. На пример, наш тим 2017 Светска роботска олимпијада у Костарики, а у лето 2018. наши ученици две награде на Сверуској олимпијади за школарце.
Ми привући више индустријских партнера и образовати млађу генерацију руских научника. Можда ће управо они развити такве роботе који ће органски употпунити људски свет и обављати рутинскије и опасније задатке у предузећима.
Фото обиласци других лабораторија Универзитета ИТМО:
Извор: ввв.хабр.цом