Một phòng thí nghiệm về robot đã được mở tại Đại học ITMO trên cơ sở Khoa Hệ thống Điều khiển và Tin học (CS&I). Chúng tôi sẽ nói về các dự án đang được thực hiện bên trong các bức tường của nó và giới thiệu các công cụ: bộ điều khiển rô-bốt công nghiệp, dụng cụ kẹp rô-bốt, cũng như hệ thống lắp đặt để thử nghiệm các hệ thống định vị động sử dụng mô hình rô-bốt của tàu nổi.
chuyên môn
Phòng thí nghiệm Robotics thuộc khoa lâu đời nhất tại Đại học ITMO, được gọi là Hệ thống Điều khiển và Tin học. Cô xuất hiện vào năm 1945. Bản thân phòng thí nghiệm đã được thành lập vào năm 1955 - sau đó nó xử lý việc tự động hóa các phép đo và tính toán các thông số của tàu mặt nước. Sau đó, phạm vi của các lĩnh vực đã được mở rộng: điều khiển học, CAD và người máy đã được thêm vào.
Ngày nay, phòng thí nghiệm đang tham gia vào việc cải tiến robot công nghiệp. Nhân viên giải quyết các vấn đề liên quan đến tương tác giữa người và máy - phát triển các thuật toán điều khiển an toàn với điều khiển lực của rô-bốt, đồng thời nghiên cứu các rô-bốt hợp tác có thể thực hiện các nhiệm vụ cùng với con người.
Ngoài ra, phòng thí nghiệm đang phát triển các phương pháp thay thế để điều khiển từ xa các nhóm rô-bốt và tạo ra các thuật toán phần mềm có thể được cấu hình lại để thực hiện các nhiệm vụ mới trực tuyến.
dự án
Một số hệ thống robot trong phòng thí nghiệm được mua từ các công ty lớn và dành cho mục đích nghiên cứu hoặc công nghiệp. Một phần của thiết bị được sản xuất bởi nhân viên như một phần của công việc nghiên cứu và phát triển.
Sau này, người ta có thể phân biệt với hai bậc tự do. Cài đặt học thuật được thiết kế để kiểm tra các thuật toán điều khiển để giữ quả bóng ở trung tâm của trang web (bạn có thể thấy hệ thống đang hoạt động trong ).
Tổ hợp robot bao gồm một bệ hình chữ nhật với đế cảm biến điện trở xác định tọa độ của quả bóng. Các trục truyền động được gắn vào nó bằng khớp xoay. Các ổ đĩa này thay đổi góc của nền tảng theo tín hiệu điều khiển đến từ máy tính thông qua USB và không cho phép quả bóng lăn đi.
Khu phức hợp có các ổ đĩa servo bổ sung chịu trách nhiệm bù nhiễu. Đối với hoạt động của các ổ đĩa này, nhân viên phòng thí nghiệm đã phát triển các thuật toán đặc biệt giúp “làm mịn” các loại nhiễu khác nhau, chẳng hạn như rung động hoặc gió.
Ngoài ra, công viên robot của phòng thí nghiệm có một cơ sở nghiên cứu. KUKA youBot, là một cánh tay rô-bốt năm liên kết được gắn trên một bệ di động có bánh xe đa hướng.
Các thuật toán đã được thử nghiệm trên robot KUKA youBot . Họ sử dụng hệ thống thị giác dựa trên máy ảnh kỹ thuật số và quy trình xử lý video. Cơ sở của dự án này là nghiên cứu trong lĩnh vực điều khiển thích ứng của các hệ thống phi tuyến, được thực hiện bởi các nhân viên phòng thí nghiệm.
Các thuật toán điều khiển được sử dụng để bù đắp cho các ảnh hưởng bên ngoài tác động lên các liên kết của robot. Nhờ đó, máy có thể giữ dụng cụ làm việc tại một điểm cố định trong không gian và di chuyển đều đặn theo một quỹ đạo nhất định.
Một ví dụ về dự án được triển khai trên cơ sở robot KUKA youBot là . Cùng với công ty TRA Robotics của Anh, chúng tôi đã phát triển một thuật toán cho phép chúng tôi ước tính lực tương tác giữa công cụ làm việc và môi trường mà không cần các cảm biến mô-men xoắn đắt tiền. Điều này cho phép robot thực hiện các hoạt động phức tạp hơn mà không cần dùng đến các hệ thống bên ngoài.
Một ví dụ khác về thiết lập robot trong phòng thí nghiệm là một tế bào Tế bào thị giác robot FESTO. Phức hợp này được sử dụng cho hoạt động công nghệ trong sản xuất, chẳng hạn như hàn. Để thực hiện một kịch bản như vậy, nhiệm vụ lập kế hoạch chuyển động được đặt ra: một công cụ hàn giả bỏ qua đường viền của một bộ phận kim loại.
Ngoài ra, tế bào được trang bị hệ thống thị giác và có thể giải quyết vấn đề phân loại các bộ phận theo màu sắc hoặc hình dạng.
Dự án, dựa trên FESTO Robot Vision Cell với rô-bốt công nghiệp Mitsubishi RV-3SDB, giải quyết các vấn đề lập kế hoạch chuyển động.
Nó giúp đơn giản hóa quá trình tương tác giữa người vận hành và bộ điều khiển robot khi lập trình các quỹ đạo phức tạp. Ý tưởng là tự động lập trình các chuyển động của công cụ robot bằng cách sử dụng các đường viền được hiển thị trong ảnh bitmap. Chỉ cần tải một tệp lên hệ thống là đủ và thuật toán sẽ đặt các điểm tham chiếu cần thiết một cách độc lập và soạn mã chương trình.
Trong thực tế, giải pháp thu được có thể được áp dụng cho khắc hoặc vẽ.
Chúng tôi có trên kênh , trong đó "nghệ sĩ người máy" của chúng ta đã vẽ chân dung của A. S. Pushkin. Ngoài ra, công nghệ này có thể được sử dụng để hàn các bộ phận có hình dạng phức tạp. Trên thực tế, đây là một tổ hợp robot giải quyết các vấn đề công nghiệp trong phòng thí nghiệm.
Phòng thí nghiệm cũng có một dụng cụ kẹp ba ngón được trang bị cảm biến áp suất nằm ở bề mặt bên trong của các ngón tay.
Một thiết bị như vậy cho phép thao tác với các vật dễ vỡ, khi điều quan trọng là phải kiểm soát chính xác lực kẹp để tránh hư hỏng.
Phòng thí nghiệm có mô hình tàu bề mặt robot, được thiết kế để kiểm tra các hệ thống định vị động.
Mô hình này được trang bị một số bộ truyền động, cũng như phần cứng liên lạc vô tuyến để truyền tín hiệu điều khiển.
Có một bể bơi trong phòng thí nghiệm, nơi kiểm tra hiệu suất của các thuật toán điều khiển có bù các chuyển vị dọc và ngang.
Hiện tại, người ta đã lên kế hoạch tổ chức một nhóm lớn để thử nghiệm quy mô lớn với các tình huống phức tạp.
Làm việc với đối tác và kế hoạch
Một trong những đối tác của chúng tôi là công ty TRA Robotics của Anh. chúng ta cùng nhau về cải tiến thuật toán điều khiển robot công nghiệp cho doanh nghiệp sản xuất số. Tại một doanh nghiệp như vậy, toàn bộ chu trình sản xuất, từ phát triển đến sản xuất các sản phẩm công nghiệp, sẽ được thực hiện bởi robot và hệ thống AI.
Trong số các đối tác khác có mối quan tâm của Elektropribor, cùng với đó chúng tôi hệ thống cơ điện tử và robot. Sinh viên của chúng tôi giúp nhân viên của nhóm thực hiện các nhiệm vụ về thiết bị, phát triển phần mềm và sản xuất.
Chúng tôi cũng với General Motors người máy cùng với InfoWatch. Ngoài ra, nhân viên phòng thí nghiệm tương tác chặt chẽ với công ty. , nơi thực hiện các dự án phát triển hệ thống định vị động cho tàu nổi.
Làm việc tại ITMO University nơi học sinh chuẩn bị cho các cuộc thi đẳng cấp thế giới. Ví dụ, vào năm 2017, nhóm của chúng tôi Olympic Robot Thế giới ở Costa Rica, và vào mùa hè năm 2018, sinh viên của chúng tôi hai giải Olympic toàn Nga dành cho học sinh.
Chúng tôi thu hút nhiều đối tác trong ngành và giáo dục thế hệ các nhà khoa học Nga trẻ hơn. Có lẽ chính họ sẽ phát triển những robot như vậy sẽ bổ sung hữu cơ cho thế giới loài người và sẽ thực hiện các nhiệm vụ nguy hiểm và thường xuyên hơn trong các doanh nghiệp.
Tham quan hình ảnh các phòng thí nghiệm khác của Đại học ITMO:
Nguồn: www.habr.com