🥇Silaha na vidhibiti vilivyotengenezwa — tunakuambia kile maabara ya roboti ya Chuo Kikuu cha ITMO inafanya

Maabara ya roboti imefunguliwa katika Chuo Kikuu cha ITMO kwa misingi ya Idara ya Mifumo ya Udhibiti na Habari (CSIS). Tutakuambia kuhusu miradi wanayofanyia kazi ndani ya kuta zake na kukuonyesha zana: vidhibiti vya roboti vya viwandani, vifaa vya kubana vya roboti, na vile vile usakinishaji wa kujaribu mifumo inayobadilika ya kuweka nafasi kwa kutumia mfano wa roboti wa chombo cha uso.

utaalamu

Maabara ya Roboti ni ya idara kongwe zaidi ya Chuo Kikuu cha ITMO, inayoitwa "Mifumo ya Udhibiti na Habari". Ilionekana mnamo 1945. Maabara yenyewe ilizinduliwa mwaka wa 1955 - wakati huo ilishughulikia masuala ya automatisering ya vipimo na mahesabu ya vigezo vya vyombo vya uso. Baadaye, anuwai ya maeneo ilipanuliwa: cybernetics, CAD, na robotiki ziliongezwa.

Leo maabara inafanya kazi katika kuboresha roboti za viwandani. Wafanyikazi wanashughulikia maswala yanayohusiana na mwingiliano wa mashine na wanadamu—kuunda algoriti za udhibiti salama zinazodhibiti nguvu ya roboti, na pia kufanyia kazi roboti shirikishi zinazoweza kufanya kazi bega kwa bega na watu.

Maabara pia inaunda mbinu mbadala za udhibiti wa mbali wa vikundi vya roboti na kuunda algoriti za programu ambazo zinaweza kusanidiwa upya kufanya kazi mpya mtandaoni.

Miradi

Idadi ya mifumo ya roboti katika maabara ilinunuliwa kutoka kwa makampuni makubwa na inakusudiwa kwa madhumuni ya utafiti au viwanda. Baadhi ya vifaa hivyo vilitengenezwa na wafanyakazi kama sehemu ya kazi za utafiti na maendeleo.

Miongoni mwa mwisho tunaweza kuonyesha Jukwaa la roboti la Stewart na digrii mbili za uhuru. Usakinishaji wa kiakademia umeundwa ili kujaribu kanuni za udhibiti za kuweka mpira katikati ya uwanja (unaweza kuona mfumo ukifanya kazi katika video hii).

Mchanganyiko wa roboti una jukwaa la mstatili na substrate ya kihisi ambayo huamua viwianishi vya mpira. Shafts za gari zimeunganishwa nayo kwa kutumia pamoja inayozunguka. Viendeshi hivi hubadilisha pembe ya jukwaa kulingana na mawimbi ya udhibiti yanayopokelewa kutoka kwa kompyuta kupitia USB na kuzuia mpira kuviringika.

Mchanganyiko huo una servos za ziada ambazo zina jukumu la kulipa fidia kwa usumbufu. Ili kuendesha viendeshi hivi, wafanyikazi wa maabara wameunda kanuni maalum ambazo "hulainisha" aina mbalimbali za uingiliaji, kama vile mitetemo au upepo.

Kwa kuongezea, mbuga ya roboti ya maabara inajumuisha kituo cha utafiti KUKA youBot, ambayo ni kidhibiti cha roboti chenye viungo vitano kilichowekwa kwenye jukwaa la rununu na magurudumu ya kila mwelekeo.

Algorithms ilijaribiwa kwenye roboti ya KUKA youBot udhibiti wa kurekebisha kwa ajili ya kufuatilia lengo linalosonga. Wanatumia mfumo wa maono unaotegemea kamera ya dijiti na taratibu za usindikaji wa video. Msingi wa mradi huu ni utafiti katika uwanja wa udhibiti wa kukabiliana na mifumo isiyo ya mstari inayofanywa na wafanyakazi wa maabara.

Kanuni za udhibiti hutumiwa kufidia athari za nje zinazoathiri viungo vya roboti. Matokeo yake, mashine ina uwezo wa kushikilia chombo cha kufanya kazi kwenye sehemu iliyowekwa kwenye nafasi na kuisonga kwa kasi kwenye njia fulani.

Mfano wa mradi unaotekelezwa kwa misingi ya roboti ya KUKA youBot ni hisia ya torque isiyo na hisia. Pamoja na kampuni ya Uingereza ya TRA Robotics, tumeunda algoriti ambayo inatuwezesha kutathmini nguvu ya mwingiliano wa chombo cha kufanya kazi na mazingira bila vitambuzi vya gharama kubwa vya torque. Hii iliruhusu roboti kufanya shughuli ngumu zaidi bila msaada wa mifumo ya nje.

Mfano mwingine wa usanidi wa roboti katika maabara ni seli Seli ya Maono ya Roboti ya FESTO. Complex hii inatumika kwa kuiga shughuli za kiteknolojia katika uzalishaji, kwa mfano kulehemu. Ili kutekeleza hali hiyo, kazi ya upangaji wa mwendo imewekwa: chombo cha kulehemu kilichoiga kinazunguka contour ya sehemu ya chuma.

Kwa kuongeza, seli ina vifaa vya mfumo wa maono ya kiufundi na ina uwezo wa kutatua matatizo ya kuchagua sehemu kwa rangi au sura.

Mradi huo, unaofanywa kwa misingi ya Kiini cha Maono cha Roboti cha FESTO na roboti ya viwanda ya Mitsubishi RV-3SDB, hutatua matatizo ya kupanga mwendo.

Husaidia kurahisisha mwingiliano wa opereta na kidhibiti cha roboti wakati wa kupanga njia changamano. Wazo ni kupanga kiotomati harakati za zana ya roboti kwa kutumia mtaro ulioonyeshwa kwenye mchoro mbaya. Inatosha kupakia faili kwenye mfumo, na algorithm itapanga kwa kujitegemea pointi muhimu za kumbukumbu na kutunga msimbo wa programu.

Kwa mazoezi, suluhisho linalotokana linaweza kutumika kwa kuchonga au kuchora.

Tunayo kwenye chaneli yetu video, ambayo "msanii wetu wa roboti" alionyesha picha ya A. S. Pushkin. Teknolojia pia inaweza kutumika kwa sehemu za kulehemu za maumbo tata. Kwa asili, hii ni tata ya robotic ambayo hutatua matatizo ya viwanda katika hali ya maabara.

Maabara pia ina gripper ya vidole vitatu iliyo na sensorer ya shinikizo iko kwenye uso wa ndani wa vidole.

Kifaa kama hicho kinaruhusu kudanganywa kwa vitu dhaifu wakati ni muhimu kudhibiti kwa usahihi nguvu ya mtego ili kuzuia uharibifu.

Maabara ina mfano wa roboti wa chombo cha uso, ambayo imekusudiwa kupima mifumo ya uwekaji nafasi inayobadilika.

Mfano huo una vifaa vya watendaji kadhaa, pamoja na vifaa vya mawasiliano ya redio kwa kupitisha ishara za kudhibiti.

Kuna bwawa la kuogelea katika maabara ambapo utendaji wa kanuni za udhibiti unajaribiwa kudumisha nafasi ya mfano mdogo wa chombo cha uso na fidia ya uhamisho wa longitudinal na transverse.

Hivi sasa, mipango inaendelea ya kuandaa bwawa kubwa la kufanya majaribio ya kiwango kikubwa na hali ngumu.

Kufanya kazi na washirika na mipango

Mmoja wa washirika wetu ni kampuni ya Uingereza ya TRA Robotics. Pamoja sisi tunafanya kazi juu ya kuboresha kanuni za udhibiti wa roboti za viwandani kwa biashara ya utengenezaji wa kidijitali. Katika biashara kama hiyo, mzunguko mzima wa uzalishaji: kutoka kwa maendeleo hadi utengenezaji wa bidhaa za viwandani, utafanywa na roboti na mifumo ya AI.

Washirika wengine ni pamoja na wasiwasi wa Elektropribor, ambao sisi nao kuendeleza mifumo ya mekatroniki na roboti. Wanafunzi wetu huwasaidia wafanyakazi wa wasiwasi katika nyanja ya uwekaji ala, uundaji wa programu na kazi za uzalishaji.

Sisi pia tunashirikiana akiwa na General Motors, tunaendeleza robotiki pamoja na InfoWatch. Pia, wafanyikazi wa maabara huingiliana kwa karibu na kampuni JSC "Navis", ambayo inatekeleza miradi ya kuendeleza mifumo ya nafasi ya nguvu kwa vyombo vya uso.

Anafanya kazi ITMO University Maabara ya Roboti ya Vijana, ambapo watoto wa shule hujitayarisha kwa mashindano ya kiwango cha kimataifa. Kwa mfano, katika 2017 timu yetu alishinda Olympiad ya Dunia ya Robot nchini Kosta Rika, na katika majira ya joto ya 2018 wanafunzi wetu wamechukua tuzo mbili kwenye Olympiad ya All-Russian kwa watoto wa shule.

Sisi wanapanga kuvutia washirika zaidi wa tasnia na kuelimisha kizazi kipya cha wanasayansi wa Urusi. Labda watatengeneza roboti ambazo zitakamilisha ulimwengu wa mwanadamu na zitafanya kazi za kawaida na hatari katika biashara.