Перемещение предметов перебросом — это перспективный способ робототехнической транспортировки деталей в гибких производственных системах. В данном обзоре рассматриваются задачи, связанные с реализацией этого подхода. В кратком введении в современные системы транспортировки обсуждаются недостатки традиционного конвейерного подхода. Дается обзор исследований по транспортировке путем броска и захвата (Transport-by-Throwing, TbT). Обсуждается важный аспект перемещения перебросом, связанный с прогнозированием траектории летящего тела. Рассматриваются соответствующие задачи и подходы к их решению.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Электроника
Исследование, представленное в данном обзоре, является частью более масштабной научно-исследовательской работы, целью которой является разработка нового подхода к транспортировке материальных объектов с помощью робототехнического переброса. Задача транспортировки объектов часто возникает в промышленности, например, когда необходимо переместить обрабатываемый объект от одного станка к другому или на склад. Подходы к этой задаче могут различаться в разных производственных системах в различных ситуациях, и для транспортировки могут использоваться различные средства. Развитие этой области обусловлено растущими требованиями к производительности, качеству и гибкости производственных систем.
Список литературы
1. Суле, Д.Р.: Производственные мощности: размещение, планирование и проектирование. Третье издание. CRC Press, Бока-Ратон, 2009.
2. Франк, Х., Веллердик-Войтасик, Н., Хагебойкер, Б., Новак, Г., Малкнехт, С.: Метание предметов: биоинспирированный подход к транспортировке деталей, Международная конференция IEEE по робототехнике и биомиметике, Куньмин, Китай, стр. 91–96, декабрь 2006 г.
3. Понгратц, М., Поллхаммер, К., Сеп, А.: Инициатива KOROS: Автоматизированное бросание и ловля для транспортировки материалов, Семинары ISoLA 2011, стр. 136–143, 2012.
4. Франк, Х., Бартейт, Д., Мейер, М., Миттнахт, А., Новак, Г., Малкнехт, С.: Оптимизированные методы управления для захвата летающих объектов с помощью декартового робота, Конференция IEEE по робототехнике, автоматизации и мехатронике, Чэнду, Китай, стр. 160–165, сентябрь 2008 г.
5. Франк, Х.: Проектирование и моделирование метательного устройства с числовым программным управлением, Вторая Азиатская международная конференция по моделированию и имитации AICMS 08, Куала-Лумпур, Малайзия, стр. 777–782, май 2008 г.
6. Бартейт, Д., Франк, Х., Купцог, Ф.: Точное прогнозирование позиций перехвата для ловли брошенных объектов в производственных системах, Международная конференция IEEE по промышленной информатике. Тэджон, Корея, стр. 893–898, июль 2008 г.
7. Понгратц, М., Поллхаммер, К., Сеп, А.: Инициатива KOROS: Автоматизированные метание и ловля для транспортировки материалов, Семинары ISoLA 2011, стр. 136–143, 2012.
8. Франк, Т., Яноске, У., Шредтер, К.: Определение положения и ориентации летящих цилиндрических объектов с помощью датчиков расстояния, Международная конференция IEEE по мехатронике, Стамбул, Турция, стр. 1623–1629, апрель 2011 г.
9. Франк, Т., Яноске, У., Миттнахт, А., Шредтер, К.: Автоматизированное метание и захват цилиндрических объектов, Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, Сент-Пол, Миннесота, США, стр. 5264–5270, май 2012 г.
10. Франк, Х.: Проектирование и моделирование метательного устройства с числовым программным управлением, Вторая Азиатская международная конференция по моделированию и имитации AICMS 08, Куала-Лумпур, Малайзия, стр. 777–782, май 2008 г.
11. Мияшита, Х., Ямаваки, Т., Яшима, М.: Метод обучения управлению более точным метанием объекта с помощью робота с одной степенью свободы, Международная конференция IEEE/ASME по передовой интеллектуальной мехатронике, Монреаль, Канада, стр. 397–402, июль 2010 г.
12. Кобер, Дж., Питерс, Дж.: Изучение элементарных движений совместно с задачей более высокого уровня, Международная конференция IEEE/RSJ по интеллектуальным роботам и системам, Сан-Франциско, США, стр. 338–343, сентябрь 2011 г.
13. Немец, Б., Вуга, Р., Уде, А.: Использование предыдущего опыта для ограничения сенсомоторного обучения робота, Международная конференция IEEE-RAS по гуманоидным роботам, Блед, Словения, стр. 727–732, октябрь 2011 г.
14. Чжан, И., Ло, Дж., Хаузер, К.: Планирование движения на основе выборки с динамическими промежуточными целями: применение к метанию, Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, Сент-Пол, Миннесота, США, стр. 2551–2556, май 2012 г.
15. Канг, Х., Парк, Ф.С.: Оптимизация движения гуманоида с помощью нелинейного сокращения размерности, Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации. Центр Ривер, Сент-Пол, Миннесота, США, стр. 1444–1449, май 2012 г.
16. Понгратц, М., Миронов, К.В., Бауэр Ф.: Стратегия мягкой ловли при транспортировке с помощью бросания и ловли, Вестник УГАТУ, Т. 17, № 6(59), С. 28-32, Декабрь 2013.
17. Кадзикава, С., Сайто, М., Оба, К., Иноока, Х.: Анализ движения руки человека для захвата движущегося объекта, Международная конференция IEEE по системам, человеку и кибернетике, Токио, Япония, том 2, стр. 698–703, октябрь 1999 г.
18. Бартейт, Д., Франк, Х., Понгратц, М., Купцог, Ф.: Измерение пересечения брошенного объекта с вертикальной плоскостью, Международная конференция IEEE по промышленной информатике, Кардифф, Великобритания, стр. 680–685, июнь 2009 г.
19. Понгратц, М.: Прогнозирование положения точки приземления объекта, Дипломная работа, Факультет электротехники, Венский технический университет, сентябрь 2009 г.
20. Понгратц, М., Поллхаммер, К., Сеп, А.: Инициатива KOROS: Автоматизированное бросание и ловля для транспортировки материалов, Семинары ISoLA 2011, стр. 136–143, 2012.
21. Кук, А. Дж.: Обзор аэродинамики теннисного мяча, Спортивная инженерия, № 3 2000, стр. 123–129, февраль 2000 г.
22. Исии, И., Накабо, Й., Исикава, М.: Алгоритм отслеживания цели для системы визуальной обратной связи LMS с использованием массивно-параллельной обработки, Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, Миннеаполис, Миннесота, США, стр. 2309–2314, апрель 1996 г.
23. Намики, А., Накабо, Й., Исии, И., Исикава, М.: Высокоскоростное схватывание с использованием визуальной и силовой обратной связи, Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, Детройт, Мичиган, США, стр. 3195–3200, май 1999 г.
24. Имаи, Й., Намики, А., Хашимото, К., Исикава, М.: Динамический активный захват с использованием высокоскоростной многопальцевой руки и высокоскоростной системы технического зрения, Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, Новый Орлеан, США, стр. 1849–1854, апрель 2004 г.
25. Фурукава, Н., Намики, А., Таку, С., Исикава, М.: Динамическое повторное схватывание с использованием высокоскоростной многопальцевой руки и высокоскоростной системы зрения, Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, Орландо, Флорида, США, стр. 181–187, май 2006 г.
26. Хоув, Б., Слотайн, Дж.-Дж.: Эксперименты по роботизированному отлову, Американская конференция по контролю, Бостон, США, стр. 381–386, июнь 1991 г.
27. Фрезе, У., Беумл, Б., Хайдахер, С., Шрайбер, Г., Шефер, И., Хейнле, М., Хирцингер, Г.: Готовое видение робота-ловца мячей, Международная конференция IEEE/RSJ по интеллектуальным роботам и системам, Мауи, Гавайи, США, стр. 591–596, ноябрь 2001 г.
28. Бирбах, О., Фрезе, У., Беумл, Б.: Восприятие в реальном времени при ловле летящего мяча мобильным гуманоидом, Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, Шанхай, Китай, стр. 5955–5962, октябрь 2010 г.
29. Baeuml, B., Schmidt, F., Wimboeck, T., Birbach, O., Dietrich, A., Fuchs, M., Friedl, W., Frese, U., Borst, C., Grebenstein, M., Eiberger, O., Hirzinger, G.: Ловля летящих мячей и приготовление кофе: гуманоид Rollin’Justin выполняет динамические и чувствительные задачи, Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, Шанхай, Китай, стр. 3443–3444, май 2011 г.
30. Намики, А., Ишикава, М.: Роботизированный захват с использованием прямого сопоставления визуальной информации с двигательными командами, Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, Тайбэй, Тайвань, стр. 2400–2405, сентябрь 2003 г.
31. Бирбах, О., Фрезе, У., Беумл, Б.: Восприятие в реальном времени при ловле летящего мяча мобильным гуманоидом, Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, Шанхай, Китай, стр. 5955–5962, октябрь 2010 г.
32. Ким, С., Биллард, А.: Оценка нелинейной динамики свободнолетающих объектов, Робототехника и автономные системы, т. 60, стр. 1108-1122, июнь 2012 г.
33. Карман, Т. фон: Аэродинамика. Избранные темы в свете их исторического развития, Издательство Корнеллского университета, Итака, Нью-Йорк, март 1954 г.
34. Херрехон, Р., Кагами, С., Хашимото, К.: Визуальное сервоуправление на основе положения для захвата трехмерного летающего объекта с использованием оценки траектории RLS на основе последовательности монокулярных изображений, Международная конференция IEEE по робототехнике и биомиметике, Гуйлинь, Китай, стр. 665–670, декабрь 2009 г.
35. Baeuml, B., Wimboeck, T., Hirzinger, G.: Кинематически оптимальная ловля летящего мяча с помощью системы «рука-кисть», Международная конференция IEEE/RSJ по интеллектуальным роботам и системам, Тайбэй, Тайвань, стр. 2592–2599, октябрь 2010 г.
36. Джиллис, М. Ф. П., Доджсон, Н. А.: Ловля мяча: пример психологически обоснованной поведенческой анимации, 17-я ежегодная конференция Eurographics UK, Кембридж, Великобритания, стр. 229–236, апрель 1999 г.
37. Мао, А.: Ловля мяча: вдохновение для управления устойчивостью энергосистемы, быстрый алгоритм для прогнозирования возмущенной траектории генератора, Общее собрание энергетического инженерного общества IEEE, Тампа, Флорида, США, стр. 1–7, июнь 2007 г.
38. Ахтер, Н.: Визуальное слежение за механически брошенными объектами с плоскими поверхностями, диссертация, Факультет электротехники, Венский технический университет, сентябрь 2011 г.
39. Ахенбах, Э.: Эксперименты по обтеканию сфер при очень высоких числах Рейнольдса, Журнал механики жидкости, № 54, стр. 565-575, август 1972 г.
40. Штепанек, А., Аэродинамика теннисных мячей – бросок с верхним вращением, American Journal of Physics, № 56, стр. 138–142, февраль 1988 г.
41. Чадвик, С.Г., Хааке, С.Дж.: Коэффициент сопротивления теннисных мячей, Международная конференция по инженерии спорта, Сидней, Австралия, стр. 169–176, июнь 2000 г.
42. Мехта, Р., Алам, Ф., Субик, А.: Обзор аэродинамики теннисного мяча, Обзор спортивных технологий, John Wiley and Sons Asia Pte Ltd, 2008, № 1, стр. с 7 по 16, январь 2008 г.
Выпуск
Другие статьи выпуска
В статье предложен алгоритм интеллектуального анализа региональных данных об инвестиционном риске, который предполагает проведение компонентного, кластерного и нейросетевого анализа для первичного формирования кластеров, а также построение трех вариантов деревьев решений для окончательного формирования кластеров регионов. Выявлены малочисленные кластеры регионов, характеризующиеся высоким уровнем экономического, социального и экологического риска. Анализ выявленных кластеров регионов позволяет сформулировать их характерные особенности, а также сформировать правила оценки инвестиционного риска.
В статье представлена структура управляемого взаимодействия моделей секторов домохозяйств и государственных учреждений в составе макроэкономической системы. Проведены экспериментальные исследования процессов управляемого взаимодействия секторов домохозяйств и государственных учреждений в условиях возмущений и принятия решений при управлении государственными расходами. Показано, что рост социальных трансфертов и выделение дотаций на бюджетное выравнивание позволяют увеличить потребительский спрос и обеспечить последующий рост экономики.
В статье рассматриваются виды деструктивного манипулятивного воздействия социальных сетей на общество. В частности, рассматриваются технологии поиска потенциального электората на выборах в США 2020 г., где с помощью таргетинга и ретаргетинга формировалось мнение о том или ином кандидате. Также рассматривались деструктивные влияния суицидальных групп в социальных сетях. Приводится статистика оценки ВЦИОМ использования по времени социальных сетей - большинство россиян ежедневно проводят время в социальных сетях и сервисах связи, особенно активно ими пользуется молодежь. Работа в социальных сетях может повлиять на центр удовольствия мозга, что приводит к зависимости от них из-за предоставления контента небольшими порциями в нужном тоне. В статье описывается, что социальные сети часто используются манипуляторами для провоцирования общественных протестов, вооруженных конфликтов, силового захвата власти. При этом информационная безопасность личности определяется защитой ее психики и сознания от опасных информационных воздействий, таких как манипуляция, дезинформация, доведение до самоубийства, участия в противоправных действиях. Указывается негативное влияние в виде распространения дезинформации, такой, как в частности была в отношении антипрививочного движения во время эпидемии COVID-19. Делается вывод, что необходимо провести юридическое регулирование по отношению к технологиям Deepfake по примеру опыта других государств. Затрагивается вопрос о юридическом регулировании информационных новостных групп в социальных сетях как средства массовой информации, так и в целом правового регулирования социальных сетей. Делается вывод, что необходимо провести юридическое регулирование по отношению к технологиям deepfake по примеру опыта других государств.
Качество информационных систем во многом определяется компоновкой (подбором компонентов с заданными характеристиками) их вычислительной инфраструктуры, которая, с одной стороны, улучшает производственные и управленческие процессы, а, с другой – изменяет уязвимость предприятия за счет появления новых угроз. Эти угрозы определяются включением в структуру организации новых более сложных компонентов (технических и организационных), нарушение нормального функционирования которых может привести к нарушению или неправильному функционированию предприятия. Вследствие этого представляется возможной и актуальной задача подбора компонентов вычислительной инфраструктуры предприятия на основе интеллектуального анализа возможных характеристик этих компонентов, представленных в запросах потребителей и базах данных поставщиков. В данной работе предложен метод формирования и использования базы общих данных (БОД) для выбора компонентов с желаемыми характеристиками, который за счет введенных взаимно однозначных соответствий между значениями желаемых характеристик компонентов, указанных в запросе потребителя, и фактическими значениями характеристик компонентов, имеющихся у поставщиков и информация о которых находится в БОД, позволяет осуществить поиск и последующий выбор требуемых компонентов, а также наиболее подходящих поставщиков этих компонентов. В дальнейшем совокупность предложенных критериев и методов позволит автоматизировать и тем самым ускорить процесс поиска информации о необходимых для компоновки вычислительной инфраструктуры компонентах. Предложенный метод формирования базы общих данных основан на построении взаимно однозначных соответствий между значениями желаемых характеристик компонентов, указанных в запросе потребителя, и фактическими значениями характеристик компонентов, имеющихся у поставщиков, и информация о которых находится в БОД. Использование этих соответствий в виде специальных отношений позволяет осуществить поиск и последующий выбор требуемых компонентов, а также наиболее подходящих поставщиков компонентов.
В статье рассмотрено воздействие пролонгированного использования электронного дисплея на цветоощущение пользователя, при этом в качестве метрики, сигнализирующей изменения в центральных механизмах зрения, использовалась латентность волн N75, P100 и N145 с различных электродов после зрительной стимуляции. Выполнена предобработка исходных данных с целью приведения структур, содержащих интересующие метрики и факторы к форме, позволяющей применять к ним выбранные математические инструменты анализа в используемой программной среде – R-Studio. По результатам проведенных тестов, построенным дисперсионной и DiD-моделям сделаны выводы о статистически значимых сдвигах в показателях латентности зрительных потенциалов, даны рекомендации по работе с электронными устройствами.
Рассматривается нестационарная задача об электрохимической обработке вращающимся пластинчатым электрод-инструментом конечной толщины. Построена математическая модель, позволяющая модифицировать процесс формообразования за счет исполнения маневра поворота электрод-инструмента. Проведен вычислительный эксперимент. Оценка погрешности и уточнение численных результатов осуществлены методом численной фильтрации. С помощью полученных численных значений объяснено явление образования волнообразной формы боковой части обрабатываемой поверхности и сделан ряд других выводов. Найдены ограничения на значения параметров, в рамках которых данный маневр будет являться безопасным, т. е. не будет инициировать короткое замыкание.
Представлены результаты исследования процесса управления строем автономных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) самолетного типа с целью повышения эффективности управления формированием и поддержанием строя за счет разработки методов и алгоритмов децентрализованного управления, учитывающих нелинейный характер структуры систем «автопилот – аппарат». Для достижения данной цели поставлены и решены следующие задачи: 1. Анализ возможных подходов к решению задачи группового управления и выбор среди них тех, на основе которых возможна разработка децентрализованного группового управления БПЛА. 2. Синтез автопилота одиночного автономного БПЛА, отвечающего требованиям алгоритма группового управления. 3. Разработка методов и алгоритмов группового управления БПЛА с учетом особенностей динамики реальных систем «автопилот – БПЛА». 4. Модификация полученных методов и алгоритмов с целью обеспечения адаптивного управления в случае неопределенной или меняющейся динамики системы «автопилот - БПЛА». 5. Разработка математической модели в среде MATLAB/Simulink, позволяющей провести моделирование управления группами БПЛА и выполнение вычислительных экспериментов с целью оценки эффективности разработанных алгоритмов. Методологическую основу работы составили методы линейной алгебры, теории группового управления, метод функций Ляпунова, методы теории нечеткой логики, теории нелинейного управления, теории адаптивного управления, компьютерного моделирования.
Издательство
- Издательство
- ФГБОУ ВО УФИМСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ УФИМСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УФИМСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ УУНИТ
- Регион
- Россия, Уфа
- Почтовый адрес
- 450076, Приволжский федеральный округ, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Заки Валиди, дом 32
- Юр. адрес
- 450076, Респ Башкортостан, г Уфа, Кировский р-н, ул Заки Валиди, д 32
- ФИО
- Захаров Вадим Петрович (РЕКТОР)
- E-mail адрес
- rector@uust.ru
- Контактный телефон
- +7 (347) 2299677
- Сайт
- https://uust.ru/