A Festo BionicMobileAssistant önállóan mozog, felismeri és megfogja a különböző tárgyakat és képes emberekkel is együtt dolgozni. A megszerzett információk feldolgozásáért egy előzetesen betanított neurális hálózat felel.
A jövőben egyre több olyan alkalmazással fogunk találkozni, amelyben ember és robot egymás mellett dolgozik. A Festo ennek megfelelően aktívan dolgozik az olyan rendszerek fejlesztésén, amelyek képesek felmenteni az embereket az egyhangú vagy veszélyes tevékenységek végzése alól, anélkül, hogy bárminemű kockázatot jelentenének. Központi szerepet játszik e tekintetben a mesterséges intelligencia.
Moduláris segítségnyújtó rendszer
A ETH Zürich-kel közösen fejlesztett BionicMobileAssistant három alrendszerből áll: egy mobil robotból, egy elektromos robotkarból és a Festo BionicSoftHand 2.0-ból, amely a 2019-es, emberi kézről mintázott modell továbbfejlesztett változata.
A pneumatikus robotkéz ujjai rugalmas, légkamrákkal ellátott fújtatószerkezetekből állnak, amelyeket szilárd, mégis hajlékony textil borít. Ennek köszönhetően a kéz könnyű, rugalmas és érzékeny, ugyanakkor nagy erő kifejtésére is képes. Akárcsak a 2019-es modell esetében, a pneumatikus ujjak vezérlése itt is egy piezo szelepekkel ellátott, közvetlenül a kézre szerelt, kompakt szelep sorkapcson keresztül történik.
Rendkívül érzékeny, finomhangolt megfogó
A tejes kézfejet egy “kesztyű” is borítja, ami az ujjbegyeknél, a tenyér részen és a kéz külső oldalán taktilis (tapintásalapú) szenzorokkal van felszerelve. Ez lehetővé teszi a megfogni kívánt tárgyak keménységének érzékelését, illetve segít meghatározni az ujjak megfelelő illeszkedését. A szorítóerő pedig ennek megfelelően idomul az adott testhez – épp úgy, ahogy mi, emberek is különböző erővel szorítunk. A csukló belső részén emellett egy mélységmérő kamera is található, amely segíti a tárgyak vizuális észlelését.
Tárgyfelismerés neurális hálózattal
A kamera képének segítségével a robotkéz képes felismerni és megfogni különböző tárgyakat, még abban az esetben is, ha esetleg részben kitakarná őket. A szükséges betanítás után, a kéz a rögzített adatok alapján ki is tudja értékelni az egyes tárgyakat, így meg tudja különböztetni a megfoghatókat az erre alkalmatalnoktól. Az információ feldolgozásáért az adatbővítés útján előzetesen betanított neurális hálózat felel.
Kiterjedt adathalmazok az adat-augmentációnak köszönhetően
A lehető legjobb eredmények elérése érdekében a neurális hálózatnak sok információra van szüksége. Ez azt jelenti, hogy minél több képet használnak a tanításához, annál megbízhatóbbá válik. Tekintve, hogy ez általában egy meglehetősen időigényes feladat, jó stratégia lehet az automatikus adatbázisbővítés.
Ezt a folyamatot hívják adat-augmentációnak. Néhány forráskép kis mértékű módosításával (például a háttér, a fényviszonyok vagy a látószög változtatásával) és azok sokszorosításával a rendszer egy átfogó adathalmazhoz jut, amellyel képessé válik az önálló működésre.
Mobil használat változó helyszíneken
A rendszer teljes tápellátása az eszközön kapott helyet: A kar és a robot akkumulátora a test belsejében helyezkedik el, a pneumatikus kéz sűrített levegős patronja pedig a felkarra van szerelve. Ez azt jelenti, hogy a robot nemcsak mobil, hanem önálló mozgásra is képes.
A mester számítógépen tárolt algoritmusok vezérlik a rendszer autonóm mozgását is: megtervezik a kar és a görgő mozgását, hogy a robotot egyensúlyban tartva elérhessék az egyes célpontokat. A térben való tájékozódást két kamera segíti: az egyik előre meghatározott, fix pontokat keres a környezetben, hogy önállóan pozicionálhassa magát, a másik pedig a mennyezetszerkezetet használja a szükséges mozgások becsléséhez.
A BionicMobileAssistant mobilitása és autonóm energiaellátása rugalmas alkalmazást biztosít a rendszernek – számos különböző feladat végrehajtására képes, helyváltoztatás mellett, összhangban a folyamatosan változó gyártói környezettel.
Rugalmas alkalmazási lehetőségek
A rendszer elsősorban közvetlen emberi segítségnyújtásra lett fejlesztve, így például szolgálati robotként, összeszerelési folyamatok segédjeként vagy az ergonomiailag megterhelő, monoton munkát végző emberek támogatására alkalmas. Olyan környezetkeben is alkalmazható, ahol bizonyos veszélyforrások vagy a korlátozott hozzáférés miatt emberek nem dolgozhatnak.
Kéz a kézben az emberekkel
Moduláris koncepciójának köszönhetően a BionicSoftHand 2.0 más robotkarokra is gyorsan felszerelhető. A BionicCobot-tal vagy a BionicSoftArm-mal kombinálva a megfogó például egy teljesen pneumatikus robotrendszert alkot, amely a benne rejlő rugalmasság miatt akár kéz a kézben is együttműködhet embertársaival.
ForrásFESTO