Συνεργατική́ μετακίνηση αντικειμένου μεταξύ ανθρώπου και τετράποδου ρομπότ
Φόρτωση...
Ημερομηνία
2025-07-02
Συγγραφείς
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
ΕΛΜΕΠΑ, Σχολή Μηχανικών (ΣΜΗΧ), Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Περίληψη
Η συνεργατική μεταφορά αντικειμένων μεταξύ ανθρώπου και τετράποδου ρομπότ αναδεικνύεται ως ένας διαφορετικός τρόπος για την αύξηση της αποτελεσματικότητας και της προσαρμοστικότητας σε διάφορους τύπους εργασιών, ιδιαίτερα σε δυναμικά και απαιτητικά περιβάλλοντα. Τα τετράποδα ρομπότ προσφέρουν σημαντικά πλεονεκτήματα λόγω του μεγέθους,
βάρους και τον τρόπου της κίνησής τους, καθώς μπορούν να πλοηγούνται με σχετική ευκολία
σε πολύπλοκα εδάφη.
Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στη χρήση τετράποδων ρομπότ για τη συνεργατική μεταφορά αντικειμένου, με έμφαση στην ανάπτυξη ισχυρών στρατηγικών ελέγχου που θα
διευκολύνουν τη συνεργασία μεταξύ ανθρώπων και ρομπότ. Η έρευνα αυτή χρησιμοποιεί και
προτείνει ένα σχήμα ελέγχου στη ρομποτική και στη θεωρία ελέγχου, σε συνδυασμό με ένα καινοτόμο σύστημα ανεπτυγμένο από την ομάδα του ΙΤΕ που λειτουργεί ως αισθητήρας δύναμης
και βοηθά στην προσκόλληση του αντικειμένου με το ρομπότ, με σκοπό να αντιμετωπίσει τις
προκλήσεις που σχετίζονται με τον συντονισμό και την επικοινωνία ανθρώπων και αυτόνομων
ρομποτικών συστημάτων σε συνεργατικές εργασίες.
Το αξιοσημείωτο εύρημα της έρευνας είναι η μαθηματική απόδειξη της ικανότητας του προτεινόμενου σχήματος ελέγχου να προσαρμόζεται δυναμικά στις απαιτήσεις των κινήσεων που
παρουσιάζονται κατά την διάρκεια της μεταφοράς, με βασικό κριτήριο την αποφυγή αποκόλλησης του αντικειμένου από την αρπάγη. Εφόσον η ορθότητα της προτεινόμενης μεθόδου επιβεϐαιώνεται μέσω μαθηματικής απόδειξης, εξασφαλίζοντας έτσι τη θεωρητική εγκυρότητα του
ελέγχου, διατυπώνεται και μια ενότητα στην οποία περιγράφονται και παρουσιάζονται εκτενώς
τα πειράματα και τα αποτελέσματα που διεξήχθησαν. Τα πειράματα αυτά επιϐεϐαιώνουν και
αποδεικνύουν την αποτελεσματικότητα του προτεινόμενου σχήματος εξασφαλίζοντας με αυτό
τον τρόπο και την πρακτική εγκυρότητα του σχήματος ελέγχου αλλα και την ορθότητα της απόδειξης αυτής.
Collaborative object transfer between humans and quadruped robots emerges as an alternative approach to enhancing efficiency and adaptability across various tasks, particularly in dynamic and demanding environments. Quadruped robots offer significant advantages due to their size, weight, and mode of movement, allowing them to navigate complex terrains with relative ease, making them ideal for collaborative object transfer tasks. This thesis focuses on the use of quadruped robots for collaborative object transport, emphasizing the development of robust control strategies to facilitate cooperation between humans and robots. This research employs and proposes a control framework in robotics and control theory, combined with an innovative system developed by the FORTH team that serves as a force sensor and aids in attaching an object to the robot. The goal is to address challenges related to coordination and communication between humans and autonomous robotic systems in collaborative tasks. A notable finding of this research is the mathematical proof of the proposed control scheme’s ability to dynamically adapt to the motion demands during object transfer, with the primary criterion being the prevention of object detachment from the gripper. With the theoretical validity of the control method confirmed through mathematical proof, the thesis proceeds to present a detailed section describing and showcasing the experiments and results conducted. These experiments verify and demonstrate the effectiveness of the proposed control scheme, thus ensuring both its practical validity and the correctness of the theoretical proof.
Collaborative object transfer between humans and quadruped robots emerges as an alternative approach to enhancing efficiency and adaptability across various tasks, particularly in dynamic and demanding environments. Quadruped robots offer significant advantages due to their size, weight, and mode of movement, allowing them to navigate complex terrains with relative ease, making them ideal for collaborative object transfer tasks. This thesis focuses on the use of quadruped robots for collaborative object transport, emphasizing the development of robust control strategies to facilitate cooperation between humans and robots. This research employs and proposes a control framework in robotics and control theory, combined with an innovative system developed by the FORTH team that serves as a force sensor and aids in attaching an object to the robot. The goal is to address challenges related to coordination and communication between humans and autonomous robotic systems in collaborative tasks. A notable finding of this research is the mathematical proof of the proposed control scheme’s ability to dynamically adapt to the motion demands during object transfer, with the primary criterion being the prevention of object detachment from the gripper. With the theoretical validity of the control method confirmed through mathematical proof, the thesis proceeds to present a detailed section describing and showcasing the experiments and results conducted. These experiments verify and demonstrate the effectiveness of the proposed control scheme, thus ensuring both its practical validity and the correctness of the theoretical proof.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
Αλληλεπίδραση ανθρώπου-ρομπότ, Μεταφορά αντικειμένου, Ρομποτική, Human-robot interaction, Object transfer, Robotics