Yeni Araç Robot Tutucularını Üretimde İyileştirir

Washington Üniversitesi’ndeki bir ekip, 3D yazıcıyla yazılabilir bir pasif tutucu tasarlayabilen ve bir nesneyi almak için en iyi yolu hesaplayabilen yeni bir araç geliştirdi. Yeni gelişme, montaj hattı robotlarını iyileştirebilir.

Sistem, bir kapı durdurucu şeklinde bir keskin, bir tenis topu ve bir matkap dahil 22 farklı nesne üzerinde test edildi ve 20 nesne için başarılı olduğu kanıtlandı. Başarılı bir şekilde alınan iki nesne, genellikle birçok tür tutucu için zor olan bir keskin ve bir piramit şekliyle bir eğri anahtarlık deliği idi.

Araştırma burada 11 Ağustos’ta SIGGRAPH 2022’de sunulacak.

Adriana Schulz, kıdemli yazar ve UW’de bilgisayar bilimi ve mühendisliği Paul G. Allen Okulu’nda yardımcı profesör.

Üretim Hatları için Özel Araçlar Oluşturma

“Ürünlerin çoğunu hala montaj hatlarıyla üretiyoruz, bunlar gerçekten harika ama aynı zamanda çok esnek. Salgın, bu üretim hatlarını kolayca yeniden amaçlandırmak için bir yolumuz olması gerektiğini bize gösterdi” dedi Schulz. “Fikrimiz, bu üretim hatları için özel araçlar oluşturmaktır. Bu, bir görevi gerçekleştirebilen çok basit bir robota ve sonra görevi değiştirdiğimde, sadece tutucuyu değiştirmem sağlar.”

Nesneler geleneksel olarak, pasif tutucuların aldıkları nesneye uyum sağlayamadığından, belirli bir tutucuyla eşleşecek şekilde tasarlanmıştır.

Jeffrey Lipton, ortak yazar ve UW’de mekanik mühendisliği yardımcı profesörü.

“Dünyadaki en başarılı pasif tutucu, bir forkliftin çatalıdır. Ancak bunun karşılığında, forklift çatalı yalnızca belirli şekillerle, örneğin paletlerle iyi çalışır, bu da tutmak istediğiniz her şeyi bir palet üzerinde olmasını gerektirir” dedi Lipton. “Burada ‘Tamam, pasif tutucunun geometrisini önceden tanımlamak istemiyoruz’ diyoruz. Bunun yerine, herhangi bir nesnenin geometrisini alıp bir tutucu tasarlamak istiyoruz.”

Bir tutucu için birçok farklı olasılık vardır ve şekli genellikle robottan aldıkları nesneyi almak için alınan yola bağlıdır. Bir tutucu yanlış tasarlandığında, nesneyi almak için denediğinde nesneye çarpmak riski vardır, bu da ekibi çözmeye çalıştığı bir sorundur.

Milin Kodnongbua, baş yazar ve araştırma sırasında Allen Okulu’nda UW lisans öğrencisiydi.

“Tutucu nesneye temas ettiği noktalar, nesnenin tutunduğu durumda stabilitesini korumak için çok önemlidir. Bunu ‘tutma konfigürasyonu’ olarak adlandırıyoruz” dedi Kodnongbua. “Ayrıca tutucu, bu verilen noktalarda nesneye temas etmeli ve tutucu, nesneyi robota bağlayan tek bir katı nesne olmalıdır. Bu gereksinimleri karşılayan bir插ma yolunu arayabiliriz.”

Yeni Tutucu ve Trajectory Tasarımı

Yeni bir tutucu ve yol tasarlamak için, ekip önce bilgisayara nesnenin 3D modelini ve uzaydaki yönünü sağlar.

“Algoritmamız önce olası tutma konfigürasyonlarını üretir ve bunları stabilitelerine ve diğer bazı ölçütlere göre sıralar” dedi Kodnongbua. “Sonra en iyi seçeneği alır ve bir插ma yolunun mümkün olup olmadığını bulmak için birlikte optimize eder. Bir tane bulamazsa, listedeki sonraki tutma konfigürasyonuna geçer ve birlikte optimize etme işlemini tekrar dener.”

Bilgisayar, iyi bir eşleşme bulduğunda iki set talimat üretir. İlki, tutucuyu oluşturmak için 3D yazıcı için, ikincisi ise tutucu basıldıktan ve robota takıldıktan sonra robota göre yol için.

Ekibin yeni yöntemi çeşitli nesnelerle test edildi.

Ian Good, başka bir ortak yazar ve mekanik mühendisliği bölümünde UW doktora öğrencisi.

“Ayrıca geleneksel yakalama robotları için zorlu olabilecek nesneler tasarladık, örneğin çok sığ açılara sahip nesneler veya iç yakalama – anahtarın sokulmasıyla nesneyi almak” dedi Good.

Ekibin 10 test alması 22 şekil için yapıldı. 16 şekil için tüm 10 alması başarılı oldu. Çoğu şekil en az bir başarı elde etti ve ikisi başarısız oldu.

İnsan müdahalesi olmadan, algoritma benzer şekilde şekillenmiş nesneler için aynı tutma stratejilerini geliştirdi. Bu, araştırmacıların, belirli bir nesne yerine bir nesne sınıfı için pasif tutucular oluşturabileceklerini düşünmelerine neden oldu.