浙工大科研團隊打造機器人“大腦”探索人機協(xié)作
2025-01-03
課題組正在驗證機器人的部分性能 董輝介紹，目前大部分的移動工業(yè)機器人由移動平臺和置于平臺之上的機械臂組成，平臺的可移動性和機械臂的可操作性極大地拓展了工業(yè)機器人的操作空間和工作靈巧性。此外，多個移動工業(yè)機器人可通過協(xié)同作業(yè)完成單個工業(yè)機器人無法完成的復雜動作和任務。
但移動工業(yè)機器人技術在現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡下也表現(xiàn)出了一些“水土不服”的情況。比如由于通信網(wǎng)絡擁塞、延時和丟包現(xiàn)象存在，使得機器人系統(tǒng)的分析和控制變得非常復雜，“這給移動工業(yè)機器人控制理論帶來了新的課題和挑戰(zhàn)。”
面對實際需求提出的挑戰(zhàn)，俞立課題組于2015年申報浙江省自然科學基金重點項目“網(wǎng)絡化移動工業(yè)機器人控制方法研究”，圍繞網(wǎng)絡化移動工業(yè)機器人系統(tǒng)的時延補償、跟蹤控制、目標跟蹤以及分布式協(xié)同等問題開展研究工作。
2015年以來，課題組先后提出了多項創(chuàng)新性解決方案，著重解決網(wǎng)絡化移動機器人遙操作系統(tǒng)的同步控制、網(wǎng)絡化移動機器人系統(tǒng)的時延補償和輪廓誤差控制等難題，打造了可以實現(xiàn)移動工業(yè)機器人協(xié)同工作的中樞系統(tǒng)。
例如針對具有時延（時延，指傳輸所需的時間）的網(wǎng)絡化移動機器人系統(tǒng)，課題組提出了基于廣義擴展狀態(tài)觀測的控制方法，實現(xiàn)了遙操作系統(tǒng)同步，消除了時延和擾動引起的不確定性的影響。針對多移動機器人分布式編隊控制問題，利用有關算法，提出基于鄰域通信的分布式模型預測控制方法等等。
“這套系統(tǒng)帶來最直觀的變化，就是為在現(xiàn)場的機器人打造了一套‘大腦’。”董輝告訴記者，傳統(tǒng)的機器人往往獨立運算工作，比較難以實現(xiàn)機器人間甚至機器人與人的協(xié)同，但是有了這個機器人“大腦”以后，機器人獨立運算的過程被集中到了后臺計算機上，通過網(wǎng)絡連接后向多個機器人發(fā)出指令，實現(xiàn)機器人與機器人之間的協(xié)同“作戰(zhàn)”。
而通過安裝在機器人上的傳感器，“大腦”能夠感知更多的關于人類的信息，比如人的身高、距離、位置、力度等，從而指引機器人完成與人類的協(xié)同工作。
據(jù)了解，課題組在相關基礎研究成果的基礎上正在積極探索成果產業(yè)化。