Reklama
wtorek, 18 grudnia 2018 22:09

Roboty kroczące na Politechnice Poznańskiej

Napisane przez  dr inż Krzysztof Walas

Każdego dnia, chcemy dokądś dotrzeć: do pracy, do szkoły lub na uczelnię. Jeśli zamierzamy przemieszczać się na duże odległości to najczęściej wybieramy pojazdy kołowe takie jak autobus, tramwaj, samochód, czy pociąg.

 

Co łączy te środki transportu oprócz tego, że posiadają koła? W większości przypadków potrzebują one dobrze przygotowanej drogi. Natomiast, gdy teren po którym się poruszamy robi się trudny najczęściej zsiadamy z roweru, wysiadamy z samochodu i zaczynamy poruszać się na nogach. Podobnie jest z robotami, gdy podłoże jest równe i twarde świetnie sprawdza się robot kołowy. Natomiast tam gdzie pojawiają się duże nierówności, podłoże robi się grząskie, wtedy do akcji wysyłamy robota kroczącego, który służy do zadań specjalnych. Roboty takie przybierają różne postaci od dwunożnych (przypominających człowieka) poprzez czteronożne (przypominające psa), aż po roboty wielonożne (przypominające insekty). W niniejszym artykule postaramy się przybliżyć rozwój badań nad robotami kroczącymi prowadzonych na Politechnice Poznańskiej w Instytucie Automatyki, Robotyki i Inżynierii Informatycznej na Wydziale Elektrycznym.

 

Historia

Prace nad robotami kroczącymi rozpoczęły się w naszym Instytucie w roku 2006. Wtedy to rozpoczął się w zespole dwuosobowym, w składzie Dominik Belter i Krzysztof Walas, projekt sześcionożnego robota Ragno wykonywany w ramach pracy magisterskiej prowadzonej przez prof. Andrzeja Kasińskiego. Był to robot niewielkich rozmiarów, który jednak pozwalał na prowadzenie pierwszych badań naukowych. 

Następnie w roku 2009 w ramach grantu prowadzonego przez prof. Piotra Skrzypczyńskiego zbudowana została dużo większa wersja robota kroczącego o nazwie Messor. Robot był na przykład w stanie poruszać się po pełnowymiarowych schodach. Robot Messor był intensywnie wykorzystywany do prowadzenia badań naukowych, które doprowadziły do obrony dwóch doktoratów Dominika Beltera i Krzysztofa Walasa, w roku 2012. 

Po obronie doktoratów powstał kolejny robot Messor II, który był poprawioną wersją poprzedniej konstrukcji. W międzyczasie, jako projekty studenckie, w naszym Instytucie powstał robot pięcionożny oraz robot dwunożny – humanoidalny. 

Nasze prace stały się także inspiracją dla studentów kierunku mechatronika, którzy w ramach koła naukowego w roku 2016 zbudowali robota sześcionożnego. Chcąc rozwijać swoją konstrukcję trafili do naszego zespołu i w ramach swojej pracy inżynierskiej zbudowali w pełni dynamicznego czteronożnego robota kroczącego MAB oraz cały czas pracują nad rozwojem jego kolejnych wersji.

W chwili obecnej jesteśmy zaangażowani w projekt Europejski w ramach Horyzontu 2020. W niedługim czasie pojawi się na naszej uczelni robot czteronożny wyprodukowany przez Szwajcarską firmę ANYbotics. Na nim będzie prowadzona większość badań, ale równolegle będzie rozwijana konstrukcja naszej własnej produkcji. Tak oto w telegraficznym skrócie dotarliśmy do końca roku 2018.

 

Badania

Wiele mówi się w ostatnim czasie w mediach o pojazdach autonomicznych. Jeśli przyjrzeć się temu bliżej możemy powiedzieć, że jest to robot autonomiczny, który może się przemieszczać bez pomocy człowieka. Zbudowanie tekiego typu robota to duże wyzwanie, gdyż jest to bardzo złożony system. Skupiająs się tylko na warstwie algorytmiczno-programowej, po pierwsze musi on posiadać możliwość lokalizowanie się w otaczającym świecie. Na postawie tej informacji musi zaplanować oraz wykonać ruch. Ponadto musi posiadać możliwość rozumienia otaczającego go świata, posiadać informację semantyczną o otoczeniu. Tego typu infomracja to rozumienie czym jest jezdnia, chodnik, trawnik, drzewa oraz jakie przedmioty znajdują się jego otoczeniu. Tak, aby mógł wykonywać misje zlecane mu przez człowieka w języku naturalnym. Na przykład “podaj mi piłkę, która leży na trawniku za domem”. W naszych pracach nad robotami kroczącymi skupiamy się nad wszystkimi tymi aspektami. Główne zadania badawcze to planowanie ruchu robota wielonożnego biorące pod uwagę geometrię, typ terenu oraz ograniczenia samego robota. Ponadto grupa specjalizuje się w budowie algorytmów jednoczesnej samolokalizacji i budowy mapy. Rozwiązanie tego problemu jest kluczowe dla każdego typu robota mobilnego, gdyż pozwala mu na odnalezienie się w tereniu oraz zbudowanie sobie mapy otaczającego świata. Jeśli na to nałożymy informację semantyczną np. o typie terenu jesteśmy w stanie lepiej lokalizować się w otoczeniu oraz lepiej planować ruch robota, gdyż wiemy, czy będziemy stawiać stopę na betonie, czy może na trawie, czy na piasku. Tak szerokie spektrum badań zostało opisane w publikowanych przez nas wielu artykułach konferencji krajowych i zagranicznych oraz w czasopismach. Wartym podkreślenia jest, że tworzone przez nas prace powstają w ścisłej współpracy narodowej z ośrodkami naukowymi na całym świecie: ETH, Zurych (CH), Czech Technical University in Prague (CZ), FZI, Karlsruhe (DE), Italian Institute of Technology, Genova (IT), University of Birmingham (UK), University of Edinburgh (UK), Royal Melbourne Institute of Technology, Melbourne, (AU), Laval University, Quebec City (CA). Ponadto promujemy się także w mediach. Nasz robot wystąpił na przykład w programie realizowanym dla Discovery Channel Polska, często roboty pojawiały się na prezentacjach uczelni (np. w Brukseli), czy na targach i wystawach. 

mab_robotmessormessor_II_czarnyrobot_Ragno

Można zapytać co dalej? W naszych kolejnych planach jest dalszy rozwój naukowy i rozszerzenie współpracy międzynarodowej w ramach konsorcjów w programach H2020 oraz innych inicjatywach międzynarodowych. Planujemy także docierać z naszymi rozwiązaniami do przemysłu. Pokazywać działanie robotów kroczących w konkretnych misjach np. inspekcyjnych, czy poszukiwawczych. Aby to osiągnąć musimy rozwijać zespół co wymaga od nas pracy u podstaw. Będziemy skupiać się na kształceniu studentów i pokazywaniu im jak ciekawa może być praca nad robotami kroczącymi i jaką satysfakcję może przynosić pisanie programów, które wprawiają robota w ruch.

Reklama
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria

 © Merkuriusz Polska | Redakcja: tel. +48 501 180 575, +48 515 079 888, redakcja@merkuriusz.com.pl 

xnxx