Robotirányítás architektúrái

Az oktatás mellett a robotikával kapcsolatos kutatásokra és fejlesztésekre tanszékünk nagy hangsúlyt fektet. Az ipari robotok mozgásának tervezéséhez és megvalósításához bizonyos alkalmazások esetén nem elegendő a pálya ismerete, a nagypontosságú szerelési és manipulációs műveletek elvégzéséhez hibrid pozíció-erő irányítási algoritmus szükséges, amelyhez a tanszéken egy saját fejlesztésű, kísérleti robotirányító rendszer (ERC) áll rendelkezésre. A robotkarokhoz kapcsolódó kutatások másik iránya a sokszabadságfokú, redundáns manipulátorok irányítása. A mindennapi életben is egyre gyakrabban találkozunk a mobil robotika területével, melyek pályatervezéséhez és irányításához szintén kapcsolónak kutatási és fejlesztési projektjeink.

Robotirányító rendszer

A kereskedelemi forgalomban kapható szerelőrobotok többsége nincs felkészítve erő-nyomaték érzékelésre, ezért szükségessé vált egy egyedi robotirányító rendszer kifejlesztése. A robotkar végére felszerelt hatkomponensű erő-nyomaték érzékelő segítségével a szerszám által kifejtett erő és nyomaték is mérhető a tér mindhárom irányában, így a tanszékünkön kifejlesztett irányítórendszer képes a manipulátor pályatervezésén felül a hibrid pozíció-erőirányítási algoritmusok megvalósítására is, amelyek kutatása fontos részét képezi tanszékünk tudományos életének. A Robotika laborunkban megtalálható korszerű Mitsubishi MELFA RV-3SDB robotkar irányítórendszerének és robotprogramozási nyelvének kiegészítése erő-nyomaték irányítási lehetőségekkel szintén sok érdekes fejlesztési feladatot tartogat hallgatóink számára.

 

 

 

Sokszabadságfokú robotok

Különösen akadályokkal zsúfolt környezetben hasznos az sokszabadságfokú, redundáns („kígyó”) robotok alkalmazása. Doktori kutatási témáink egyike ezen robotok irányítása, hiszen a mindennapi életben megjelenő feladatok megoldása sok esetben csak ilyen manipulátorokkal lehetséges. Mivel az ilyen robotkarok csuklószáma igen nagy, ezért a csuklók beállítására végtelen sok megoldás adódik, így a tématerület legizgalmasabb része olyan stratégiák megalkotása, amelyek segítségével a végtelen sok megoldásból mégis ki tudunk választani egyet. Sok esetben a feladat helyváltoztatás nélkül nem megoldható, így a téma kapcsolódik a mobil robotok tárgyköréhez is.

Mobil robotok irányítása

A mobil robotika napjaink egyik legdinamikusabban fejlődő, rengeteg lehetőséget magában hordozó mérnöki területe. Számos ipari, katonai, űrkutatási alkalmazásban találkozhatunk autonóm, döntési feladatokat is ellátni képes mobil robotokkal, de egyre jobban terjed a mindennapi életünkben történő használatuk is (háztartásokban, egészségügyben, stb.). Az intelligens mobil robotokkal szembeni elvárás az, hogy akár dinamikusan változó környezetben is képesek legyenek feladataikat valós időben elvégezni. Beépített, önállóan kialakított modellel kell rendelkezniük környezetükről, érzékelniük és elemezniük kell a környezet változásait, meg kell határozniuk benne saját pontos pozíciójukat, majd meg kell tervezniük és végre kell hajtaniuk a mozgást.

Kutatásunk egyik fókuszpontja a mobil robotok pályatervezése zsúfolt környezetben. A tervezési feladatot árnyalja, ha a robot anholonóm korlátozásokkal rendelkezik, azaz irányíthatósági foka kisebb, mint szabadságfokainak száma (a valóságban előforduló robotok mechanikai felépítése leggyakrabban ilyen). További kihívást jelent a dinamikus környezetben, azaz mozgó akadályok jelenlétében történő navigáció, illetve az az eset, amikor a robot teljesen vagy részben ismeretlen környezetben mozog. Ilyenkor a mozgástervezés, a mozgás végrehajtása, valamint a környezet feltérképezése egy időben kell, hogy megvalósuljon.