Robotika

Sekcija za robotiku Lola instituta..

Računarska vizija (CV) omogućava robotima da obrađuju vizuelne podatke iz radnog okruženja kako bi doneli “inteligentne” odluke. Robotski sistemi opremljeni vizijom mogu da prepoznaju, klasifikuju i precizno manipulišu objektima u realnom vremenu. Ova tehnologija omogućava industrijskim robotima da prepoznaju objekte manipulacije u pick-and-place aplikacijama, prilagode se promenama u prostoru, kao i kolaborativnom radu čovek-robot, obavljaju složene zadatke poput kontrole kvaliteta, autonomne navigacije, itd.

U LOLA INSTITUT-u se vrše istraživanja na temu integracije računarske vizije u robotske sisteme primenom algoritama klasifikacije i detekcije u cilju autonomnog upravljanja industrijskim robotima u realnim uslovima. Ključne komponente Sistema su:

Senzori za akviziciju podataka: Primarna oprema su kamere (za boju i dubinu) i LiDAR senzori, koji laserskim skeniranjem kreiraju precizne mape prostora.
Konvolucione neuronske mreže (CNN)

PRIMENA U INDUSTRIJSKOJ ROBOTICI

Pick-and-Place operacije: Robot identifikuje nasumično postavljene objekte i precizno ih sortira ili pakuje.
Kontrola kvaliteta i inspekcija pri održavanju: Automatizovana inspekcija proizvoda gde se otkrivaju oštećenja ili odstupanja od standarda.
Kolaboracija čoveka i robota: Vizija omogućava robotu da prati pokrete ljudi i uspori ili stane ukoliko detektuje opasnost, čime se obezbeđuje siguran zajednički rad.

- Obrada robotima predstavlјa alternativni pravac u konvencionalnoj obradi materijala rezanjem, kao i u nekonvencionalnoj obradi vodenim mlazom, laserom ili plazmom.

- Umesto numerički upravlјanih mašina alatki sa tri, četiri ili pet osa, za obradu se koriste roboti sa pet ili šest stepeni slobode (osa).

- Roboti za obradu su drastično jefitiniji od četvoroosnih i petoosnih mašina alatki (30 do 60% cene mašine).

- Upravlјački sistem je otvorene arhitekture, baziran na personalnom računaru i linuks operativnom sistemu.

- Programiranje se vrši u G kodu, slično kao kod numerički upravlјanih mašina alatki.

- Delovi koji se obrađuju robotima su srednje i niže klase tačnosti i uglavnom su od mekših materijala – drveta, polimera, aluminijuma.

- Fleksibilnost robotskih ćelija za obradu je na visokom nivou - lako i brzo se prilagođavaju novim proizvodnim zahtevima.

- Veličina radnog prostora robota omogućava obradu u jednom stezanju. Delovi mogu biti složene geometrije i velikih gabarita.

- Roboti se uspešno koriste za operacije završne obrade, kao što su čišćenje odlivaka, obaranje ivica i poliranje.

- Primenjuju se kod brze izrade prototipova u polimerima i drvetu.

Lola institut se bavi razvojem sledećih vrsta uređaja za trening pilota borbenih aviona:

Centrifuga za simulaciju leta borbenih aviona,
Uređaj za prostornu dezorijentaciju pilota.

Centrifuga za simulaciju leta borbenih aviona

Moderni borbeni avioni mogu da vrše ubrzanja krećući se u raznim pravcima u odnosu na koordinatni sistem pilota, posebno tokom takozvanih supermanevara.

centrifuga-za-trening-pilota

Ovi "agilni" avioni vrše nekonvencijalne letove sa velikim uglovima napada i kretanjima u pravcima sve 3 ose aviona rotacijama oko ovih osa i ubrzanjima do 9 g sa promenama ubrzanja do 9 g/s. centrifuga-sediste Iz ovog razloga je potrebno ispitati uticaj efekate dejstva velikih ubrzanja i velikih promena ovh ubrzanja na na psihologiju pilota i njegovu sposobnost da upravlja avionom u tim uslovima. Centrifuga se koristi za pouzdano generisanje velike početne promene sile ubrzanja G i postizanje i održavanje velike sile ubrzanja G šta je potrebno radi reakcija testiranja pilota na te uslove.

Ovde je sila ubrzanja G=a/g; je intenzitet ubrzanja koje deluje na pilota, a_n je normalno, a_t je tangencijalno ubrzanje, a g je ubrzanje zemljine teže.

Centrifuga ima oblik 3-osnog manipulatora sa obrtnim osama, kod koga se glava (ili grudi kod nekih treninga) posmatra kao end-efektor. Obrtanje ruke centrifuge oko vertikalne ose (planetarno kretanje) je glavno kretanje koje ostvaruje željenu silu ubrzanja. Centrifuga mora da ostvari brzinu, ubrzanje i promenu ubrzanja odgovarajućim obrtanjem ruke oko vertikalne ose. Ruka nosi kardanski uležištenu gondola koja ima 2 ose koje obezbeđuju mogućnosti propinjanja (pitch) i valjanja (roll).

Osa valjanja leži u ravni obrtanja ruke, upravno na osu glavne rotacije, odnosno u pravcu x-ose. Osa propinjanja (y) je upravna na osu valjanja. Zadatak osa valjanja i propinjanja na centrifuge je da usmere silu ubrzanja u željeni pravac i smer.

centrifuga-skica-1

Glava (grudi) pilota je postavljena u presek x i y osa. Na ovaj način centrifuga ostvaruje poprečnu G_x, bočnu G_y i uzdužnu G_z silu ubrzanja i „roll”, „pitch” i „yaw” ugaona ubrzanja koja simuliraju sile ubrzanja i ugaone brzine aviona.

Iako centrifuga može da ostvari sile ubrzanja do 15 g, ona se koriste samo za testiranje materijala, dok se za trening pilota koriste ubrzanja do 9 g.

dostignuto-ubrzanje

Uređaj za prostornu dezorijentaciju pilota

Moderni borbeni mogu zauzeti vrlo neuobičajene orijentacije. Zbog toga je potrebo ispitati sposobnost pilota da prepozna tu orijentaciju i da se prilagodi najrazličitijim položajima u kojima može da se nađe. Potrebno ga je uveriti da ne treba da se oslanja na svoj osećaj već da treba da donosi zaključak o trenutnoj orijentaciji aviona na osnovu informacija sa instrumenata aviona.

dezorijntator-pilota

Dezorijentator je dizajniran kao manipulator sa 4 rotacione ose. Zakretanjima tih osa postižu se različite orijentacije pilota. Osim toga, na uređaju se mogu simulirati i različite sile ubrzanja koje deluju na pilota.

dezorijentator-skica-1

Glava ili grudi pilota se posmatraju kao end-efektor. Rotacija ruke oko vertikalne (planetarne) ose je glavno kretanje. Ruka nosi žiroskopski uležištenu gondolu sa 3 rotacione ose koje ostvaruju zakretanje („yaw“), propinjanje („pitch“) i valjanje („roll“). Osa zakretanja (z) je paralelna sa rukom pilota. Osa valjanja je u ravni rotacije ruke, upravna na glavnu obrtnu osu, odnosno u pravcu x-ose. Osa propinjanja (y) je upravna na osu valjanja.

dezorijentator-skica-2

Robotika

Robotika

Računarska vizija (Computer Vision) u robotici

Obrada robotima

Uređaji za trening pilota borbenih aviona

Centrifuga za simulaciju leta borbenih aviona

Uređaj za prostornu dezorijentaciju pilota

Sektori