Laboratori de Robòtica Computacional de l’IRI
El Laboratori de Robòtica Computacional es va crear per investigar els aspectes computacionals i d'implementació que sorgeixen en el disseny, la construcció, i el control dels sistemes robòtics avançats. D'entre aquests sistemes en podem destacar els robots paral·lels, els braços robòtics antropomorfs, les pròtesis intel·ligents, els sistemes biomecànics de suport al moviment o a la rehabilitació, o altres robots de topologia diversa que, pel fet de tenir capacitat sensora i d'adaptació suficient, puguin interactuar amb humans de manera àgil i segura.
L'activitat del laboratori se centra en l’anàlisi i construcció de prototipus robòtics per validar algoritmes d'anàlisi posicional, detecció de col·lisions, caracterització de l'espai de configuracions, càlcul de singularitats, obtenció d’espais de treball, cinemàtica i dinàmica directa o inversa, o planificació i control òptim de trajectòries.
Serveis que ofereix
- Cinemàtica computacional: Problemes d'anàlisi posicional, caracterització de l'espai de configuracions, càlcul de singularitats, i obtenció dels espais de treball d'un sistema mutisòlid complex. Mètodes de continuació, de poda i bisecció, o algebraico-geomètrics per a la resolució d'aquests problemes. Mètodes basats en la geometria de distàncies. Aplicacions a l'anàlisi posicional de biomolècules.
- Anàlisi i simulació dinàmica: Mètodes per a l'obtenció de models dinàmics de sistemes multisòlid generals. Algorismes per a l'obtenció de simulacions precises que puguin tenir en compte les col·lisions dels sistemes amb el seu entorn. Aplicacions a sistemes robòtics i biomecànics.
- Planificació de moviments: Algorismes per a la cerca de moviments factibles entre dues configuracions donades d'un sistema multisòlid, tenint en compte les restriccions cinemàtiques, dinàmiques, i de no col·lisió del sistema, així com la capacitat motora limitada, o els límits imposats per la resistència finita dels materials de fabricació. Obtenció de trajectòries energèticament eficients per tal d'assolir períodes llargs d'autonomia en aquests sistemes. Càlcul de trajectòries de temps mínim.
- Control de moviments: Estratègies de control que estabilitzin els sistemes, ja sigui a l'entorn d'un estat de referència, o al llarg d'una trajectòria planificada. Tècniques de control òptim, no lineal, i robust per a sistemes multisòlid amb cadenes tancades i singularitats.
Projecte KYODIN+
Repte:
Actualment, la robòtica està experimentant un canvi de tendència des de robots industrials especialitzats, dissenyats per realitzar operacions repetitives de forma rutinària, cap a robots més lleugers i versàtils, cada cop més integrats a la nostra vida quotidiana, compartint els nostres entorns familiars i interactuant amb nosaltres. Aquest canvi aporta una nova manera de pensar com han de funcionar els robots. En un entorn industrial, les tasques assignades als robots estan perfectament definides i es desenvolupen en un entorn totalment conegut i absolutament controlat. En aquest context, pràcticament no queda res a la improvisació. En canvi, un robot que opera en un context humà no té un model exacte de l'entorn, que només es coneix parcialment i està subjecte a canvis inesperats. Com que la situació es desconeix amb antelació, no és possible fer un pla precís de les accions del robot, per la qual cosa s'ha de deixar un marge d'actuació perquè el robot pugui reaccionar adequadament a la situació actual, comportant-se de manera segura i eficient.
Solució:
En aquest projecte, proposem formalitzar els conceptes d'agilitat i gràcia de manera quantitativa i desenvolupar un optimitzador de trajectòries capaç de produir moviments àgils i gràcils compatibles amb totes les restriccions cinemàtiques i dinàmiques del robot; és a dir, evitant col·lisions i respectant els límits i limitacions d'articulació en les forces que poden exercir els actuadors. Donada una trajectòria inicial factible, l'optimitzador l'ha de millorar d'acord amb la funció de cost seleccionada tot satisfent les restriccions esmentades anteriorment. En particular, l'optimitzador proposat hauria de ser capaç d'abordar tasques amb (1) robots en sèrie, (2) robots paral·lels i, en general, cadenes cinemàtiques tancades de qualsevol topologia, i (3) robots fixos o mòbils de qualsevol tipus que manipulin un conegut. càrrega, tots ells en ambients amb o sense gravetat.
Equipaments
- El taller de prototipatge (o maker lab)
- Robots manipuladors, paral·lels i mòbils.
Comparteix: