Los científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur NTU Singapur han desarrollado un robot que puede ensamblar de forma autónoma una silla IKEA sin interrupción.
Diseñado por el Profesor Asistente Pham Quang Cuong y su equipo de la Escuela de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de NTU, el robot comprende una cámara 3D y dos brazos robóticos equipados con pinzas para recoger objetos. El equipo codificó algoritmos usando tres bibliotecas de código abierto diferentespara ayudar al robot a completar su trabajo de armar la silla IKEA.
Ensambló la silla Stefan de IKEA en 8 minutos y 55 segundos. Antes del montaje, el robot tardó 11 minutos y 21 segundos en planificar de forma independiente las rutas de movimiento y 3 segundos para localizar las piezas.
Los resultados se publican en la revista Ciencia Robótica hoy 18 de abril.
El profesor Asham Pham dijo: "Para un robot, armar una silla IKEA con tanta precisión es más complejo de lo que parece. El trabajo de ensamblaje, que puede ser natural para los humanos, tiene que dividirse en diferentes pasos, comoidentificando dónde están las diferentes partes de la silla, la fuerza requerida para agarrar las partes y asegurándose de que los brazos robóticos se muevan sin chocar entre sí. Mediante un esfuerzo de ingeniería considerable, desarrollamos algoritmos que permitirán al robot tomar los pasos necesarios para ensamblar elsilla sola
"Estamos buscando integrar más inteligencia artificial en este enfoque para hacer que el robot sea más autónomo para que pueda aprender los diferentes pasos de ensamblar una silla a través de una demostración humana o leyendo el manual de instrucciones, o incluso de una imagen del producto ensamblado"
El equipo NTU del Asistente Prof Pham, el investigador Dr. Francisco Suárez-Ruiz y el ex alumno Sr. Zhou Xian creen que su robot podría ser de gran valor para realizar tareas específicas con precisión en industrias donde las tareas son variadas y no merecen máquinas especializadas oLíneas de montaje.
Cómo funciona
El robot está diseñado para imitar el carácter genérico del "hardware" humano usado para ensamblar objetos: los 'ojos' a través de una cámara 3D y los 'brazos' a través de brazos robóticos industriales que son capaces de movimiento de seis ejes. Cada brazo esequipados con pinzas paralelas para recoger objetos. Montados en las muñecas hay sensores de fuerza que determinan la fuerza con que se agarran los "dedos" y la fuerza con la que empujan los objetos entre sí.
El robot comienza el proceso de ensamblaje tomando fotos en 3D de las partes dispuestas en el piso para generar un mapa de las posiciones estimadas de las diferentes partes. Esto es para replicar, tanto como sea posible, el entorno desordenado después de que los humanos desempaquetan yprepárese para armar una silla de fabricación propia. El desafío aquí es determinar una localización suficientemente precisa en un entorno desordenado de manera rápida y confiable.
Luego, utilizando algoritmos desarrollados por el equipo, el robot planifica un movimiento a dos manos que es rápido y sin colisiones. Esta ruta de movimiento debe integrarse con la percepción visual y táctil, el agarre y la ejecución.
Para asegurarse de que los brazos robóticos puedan agarrar las piezas con fuerza y realizar tareas como insertar tapones de madera, se debe regular la cantidad de fuerza ejercida. Esto es un desafío porque los robots industriales, diseñados para ser precisos en el posicionamiento, sonmalo para regular las fuerzas, explicó el profesor Asistente Pham.
Los sensores de fuerza montados en las muñecas ayudan a determinar la cantidad de fuerza requerida, permitiendo que el robot detecte agujeros de manera precisa y consistente deslizando el tapón de madera sobre las superficies de las piezas de trabajo y realizando inserciones apretadas.
Un ejemplo de manipulación diestra autónoma exitosa
El robot desarrollado por los científicos de NTU Singapur se está utilizando para explorar la manipulación diestra, un área de robótica que requiere un control preciso de las fuerzas y movimientos con los dedos o manos robóticas especializadas. Como resultado, el robot es más humano en su aspectomanipulación de objetos.
Hasta ahora, la demostración autónoma de manipulación hábil se ha limitado a tareas elementales, dijo el profesor Asistente Pham.
"Una razón podría ser que las tareas de manipulación complejas en entornos humanos requieren muchas habilidades diferentes. Esto incluye poder mapear las ubicaciones exactas de los elementos, planificar una ruta de movimiento libre de colisión y controlar la cantidad de fuerza requerida. ArribaDe estas habilidades, debe ser capaz de gestionar sus complejas interacciones entre el robot y el entorno ", explicó.
"La forma en que hemos construido nuestro robot, desde las pinzas paralelas hasta los sensores de fuerza en las muñecas, todos trabajan para manipular objetos de la manera que lo harían los humanos", agregó.
Ahora que el equipo ha logrado su objetivo de demostrar el montaje de una silla IKEA, están trabajando con empresas para aplicar esta forma de manipulación robótica a una variedad de industrias.
El equipo ahora está trabajando para desplegar el robot para hacer uniones de vidrio que podrían ser útiles en la industria automotriz, y perforar agujeros en componentes metálicos para la industria de fabricación de aviones. No se espera que el costo sea un problema ya que todos los componentes en elLa configuración robótica se puede comprar en el estante.
La investigación que tomó tres años fue apoyada por subvenciones del Ministerio de Educación, el brazo de innovación y empresa de NTU NTUitive, y la Alianza Singapur-MIT para Investigación y Tecnología.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad Tecnológica de Nanyang . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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