Научная
деятельность
Университет ИТМО

Фото недели: Мобильный манипуляционный робот KUKA youBot

Это малый настольный робот производства немецкой фирмы KUKA Roboter. Именно с него начался проект нового бездатчикового алгоритма, который разрабатывается в Международной лаборатории «Геометрические методы управления и приложения».

В стандартных промышленных роботах программный код является закрытым, то есть недоступным для сторонних разработчиков — в первую очередь из соображений безопасности. У Kuka доступ к коду открыт. Будучи весьма маломощным, он не может навредить человеку, поэтому является удобным объектом для исследования и тестирования новых алгоритмов управления, а также для обучения студентов навыкам работы с реальным оборудованием.

Изначально робот умел только двигаться из точки в точку. Сотрудники лаборатории дописали для него программу планирования траектории движения, чтобы он двигался в пространстве в определенные моменты времени с заданной скоростью. Но главное, что именно Kuka стал первым роботом в лаборатории, в котором удалось реализовать алгоритм бездатчикового управления по силе — взаимодействие с окружающей средой он измеряет по косвенным показателям, в частности, по датчикам тока, которые изначально есть в двигателе любого робота.

Программное обеспечение, написанное для Kuka специалистами из ИТМО, легко переносится и масштабируется для более крупных манипуляционных роботов, так как описана математическая модель в общем виде. Это позволяет на программном уровне внедрять алгоритмы управления по силе в роботов, которые изначально для этого не были предназначены.

За счет программной реализации расширяется круг задач, которые могут решать роботы ― например, контролировать силу своего воздействия при работе с хрупкими предметами. Также решается проблема безопасности: классические роботы не понимают, присутствует рядом с ними человек или нет, и могут легко нанести ему травму — для этого им нужно дополнительные адаптеры. Бездатчиковые алгоритмы же не требуют дополнительных модификаций в самих роботах, что экономит значительные средства конечным потребителям из сектора индустрии.

Сейчас на Kuka тестируются системы технического зрения и распознавания объектов — чтобы робот мог не только самостоятельно взаимодействовать с объектами вокруг себя, но и понимать, что это за объекты, давать им оценку и разделять по категориям.