průmyslová robotika – programování, simulace a aplikace interakce v tomto světě Pomocné informace, které mohou být přenášeny prostřednictvím vizuálního, haptického nebo jiné formy zobrazení virtuálních modelů, mohou uživateli usnadnit vnímání příslibů VR, které přinášejí revoluci. způsob, jakým systémy interakce mezi člověkem a počítačem vedou k vytvoření vynikajících nástrojů, které usnadňují a intuitivně usnadňují provádění složitých a náročných úkolů pro htVirtual, Augmented a Mixed Reality technologie jsou nizovány jako průlomové široké spektrum apusuálně prostřednictvím počítačového rozhraní a počítačové sítě, je jedním z pole, která bióza (Vertu & Z Coiffet, 1984) mrtvá, která byla více než dvěma mechanismy v nepřátelské endervodě nebo pro jiné obtížné nebo VR techniky vysvětlené dále v této kapitole, v zásadě představují: (a) zobecnění problému časového zpoždění a stabilita teleoperačních systémů a(b)pokus o poskytnutí pomoci lidskému operátorovi dosáhnout lepších charakteristik transparentnosti pro teleoperaci na druhé straně široce síťových technologií, jako jsou ty, které souvisejí s internetem, a četnými aplikacemiInternet technicky vzájemně na základě nápadů vyvinutých v Ve skutečnosti VRT a pole je spojením technologických potenciál může vést k zobecnění pojmu práce na dálku, kde je možné dálkové ovládání pomocí teorie skutečného stavu
Dá se dokonce uvažovat například o dohledu a aktivní kontrole Cílem musí být samozřejmě umožnit a ng se přestěhovat ze svého domova Velká výzkumná výroba, aby široké spektrum konečně využilo těchto technologických pokroků Ve zbytku této kapitoly Zaměřte se na analýzu teoretických základů tohoto oboru a domén, kterých se to týkalo, uvedením některých charakteristických případových studií. Část 2 začíná popisem základních principů souvisejících s virtuální a zvukovou realitou, přehled aplikací souvisejících s oblastí robotiky. V části 3 popisujeme základní pojmy, které řídí telerobotické systémy a předkládá historický přehled oboru. Část 4 poté představuje typické aplikační scénáře těchto technologií související se dvěma hlavními robotickými systémy, jmenovitě robotpulátory a mobilní robotická vozidla, a zdůrazňuje spojitost s novou oblastí haptiky založenou na VR. Závěrečné poznámky a budoucí směry výzkumu jsou uvedeny v části 5
Virtuální a smíšená realita v telerobotice: Průzkum447Tyto funkce (tj. poskytování percepce nebo akční asistence lidskému operativnímu systému v rámci hlavní řídicí stanice a jsou obecně považovány za zástupce typu, kdy by se dalo uvažovat o provádění úlohy telerobtem, s aktivním zásahem pouze v extrémních případech zotavení po chybách sitns Všechna tato paradigmata jsou obecně seskupena pod termínem dohledová teleppopisdaradigmata je znázorněna na obr. 3. Interakce a sloučení s HD skt, která umožní vytvoření pokročilejších telerobotických systémů, schopných vykonávat komplexnější úkoly, jako jsou tehdejší systémy, najít optimální mezi ovládáním robotorátoru, aby se v plném rozsahu rozvinul webový teleroboth32Až donedávna, tedy před posledních pěti až deseti lety, byly telerobotické systémy namočeny prostřednictvím vyhrazených rychlých, výhradně vyhrazených pro vyškolené specialisty
Integračně se vyvíjející mediální/síťové technologie, zejména internet a technologie Wide Web, slibují otevření dveří mnohem širšímu publiku vytvořením domén, ovládáním skutečného vzdáleného internetu a prováděním fyzického procesu (na rozdíl od jednoduchého zpracování informací významný dopad v mnoha aspektech jak společenského, tak ekonomického života Tato část představuje stručný přehled takových webových telerobotických systémů Umístění současného stavu a náročné oblasti výzkumu je zvláště zajímavé v rámci vnějšího připojeného internetu Dálkové ovládání těchto systémů zahrnuje standardní prohlížeč ovládací rozhraní lidského operátora I přes internet, vydávání jednoduchých pohybových příkazů k provádění základních úkolů Typickým příkladem je australský telerobot, vyvinutý na University of Western Australia?
Průmyslová robotika- Programování, simulace a aplikacesestává ze šestiosého robotického manipulátoru, řízeného jednou pevnou pozorovací kamerouPočáteční systém, původně démonický z roku 1994, vyžadoval, aby uživatelé zadali spacetor buď z předem specifikované sady cílových pozic, klikněte na obrazové a pohybové povely vzhledem k poloze aroblemu samozřejmě stále zbývá asociovat polohu poškozeného D obrazu s polohou koncového efektoru robota a dalšího obirld a další velmi dobrý příklad robotického manipulátoru ovládaného systémem PumaPaint (Stein, 2000 ), který on-line od června 1998březen 2000 Obrazy vytvořené uživatelem na virtuálním plátně, které bylo začleněno do uživatelského rozhraní, přiřazuje robotovi všechny příkazy tak, aby se na obrazovce objevil téměř stejný obraz Systém také poskytuje vizuální zpětnou vazbu ve formě pravidelně aktualizovaných živých obrazů z roboessides tyto systémy se skládají z řízeného throtthe Internehere je další třída webových robotů zahrnujících telepVětšina těchto systémů poskytuje exkluzivní dálkové ovládání jedné osobě nebo pracovní budově, ovládané přes web, byl Xavier (Simmons, et al, 2000) Tas se brzy stal velmi populární s více než 40 000 požadavky a 240 ujetými kilometry! Příkazové rozhraní robota poskytuje diskrétní seznam destinací pro odeslání požadavku na úkol, toto zpětně ukazuje, kdy robot s největší pravděpodobností tento úkol provede Pokud se uživatel zaregistroval pomocí správné e-mailové adresy, systém odešle e-mail po dokončení požadovaného úkolu Kromě podlahy je robotická zajímavá aplikace takových webových systémů dálkové ovládání mobingu v muzeu
Tyto roboty se nazývají průvodcovské roboty (Thrun et al, 1999), jako the00O), úspěšně instalované v Národním muzeu americké historie ve Smithsonianovi. vzdálení (virtuální) návštěvníci webového ovládání mtclusive, uživatelské rozhraní je implementováno jako jeden Java applet obsahující mapu a dva živé obrázky, jeden z robota a druhý frorhervas sdílené ovládací rozhraní bylo online po dobu g1 hodin a 2885 lidmi Robot ujel 385 km pod sdílenou roL, poskytuje informace o 2390 výstavě Na internetu existuje mnoho dalších webových robotů, kteří vykonávají různé úkoly, jako jsou ty popsané v (Goldberg, 2000) The NASA Space Telerobotics prehttp://ranieroacthgnasagov/teleroboticspage/realrobots,html
rtuální a smíšená realita v telerobotice: PrůzkumO Skuteční roboti na webu Při přezkoumání všech těchto webových teleoperačních systémů je jasné, že hlavní nepředvídatelná a variabilní formulace časového zpoždění přes internet, která vyžaduje schéma ovládání nebo off-line teleprogramování zajistit stabilitu Většina systémů běžně dostupných na webu obsahuje uživatelská rozhraní, která implementují základní funkce, jako je umožnění uživateli vybrat si z předem specifikované sady úloh (např. umístění gtarget) Tato rozhraní používají k zadávání dat určitou kombinaci formulářů HTML nebo konzolí Java a vydávat jednoduché příkazy pro okamžité nebo budoucí provedení Senzorická zpětná vazba je obvykle omezena na zobrazení obrázků, které jsou zachyceny na vzdáleném místě, a na prezentaci některých stavových informací v textové podobě
Je zřejmé, že tento rozdíl mezi akcemi lidského operátora (uživatele) a odezvou zpětně dodávaného systému, vzdálený robot zhoršuje transparentnost a telepiperační systém Pokročilejší techniky „interaktivní teleprezence“ musí být přirozenější, intuitivnější a přímočařejší, interakce v reálném čase mezi uživatelem a teleoperační systém na bázi Eb Telerobotics: Scénáře aplikace Jak již bylo uvedeno, vr lze použít pro pokročilé multimodální lidské/strojové technologie, VR lze použít na úrovni prostředníka mezi člověkem-operátorem a dálkově řízeným robotickým systémem Výkon jakéhokoli telerobotika systém lze měřit na základě dvou, často protichůdných, indikátorů: prostředí emotivního robota, pomocí kterého může provádět remotasku prostřednictvím telerobota, a (b) stabilita, zejména za přítomnosti velkých časových zpoždění v bilaterální komunikační a řídicí smyčce, které mohou ohrozit hladkost provozu, zejména při odrážení síly bilaterálního teleofu využívajícího rozhraní VR jako prostředníků v interaktivních komystémech člověk-robot, by tak byla dvojí úměrnost a intuitivnost (i)zlepšování vizualizace informací prostřednictvím zobrazení virtuální andented reality (inicializace multimodálních senzoricko-motorických rozhraní zohledňujících zohledněním všech těchto skutečností je proto zlepšení transparentnosti telerobotického systému, usnadnění úkolu z modelů rozšířené reality a (i) pomocí off-line schématu teleingu založeného na virtuální reprezentaci vzdáleného úkolu, aby se zlepšila stabilita provozu a robustnost pro telerobotický systém
Průmyslová robotika – Programování, simulace a aplikace Obr. 4 Telerobotické rozhraní založené na TAO 2000 VR (CEA, Francie) systémů založených na vR pro dvě hlavní třídy robotických systémů, jmenovitě: (a) robotické manipulátory a (b) 41 Robotický telemanaterial) a vesmírní teleroboti (telemanipulace na dlouhé vzdálenosti) Francouzské jaderné centrum (CEA aktivní v oboru od historie provozu Jedním z nejnovějších pokroků je systém TAO 2000, rozhraní založené na VR, pro jaderný servis využívající master- otrocký robot telemanipulatorem
Celý systém je znázorněn na obr. 4 s grafickým teleprogramovacím rozhraním (vlevo) a hlavním manipulačním ramenem se silovou zpětnou vazbou (MA-23, vpravo) G Hirzinger a histeam (1993) v DiR vyvinuli multisenzorický telerobot a řídil první skutečný vesmír astronauty, stejně jako telerobotické pozemní řízení buď pomocí přímého on-line teleoperace, nebo takzvaného telesenzorového programu, od té doby byly vyvinuty četné telemanipulační systémy využívající různé metodologie upravené z oblasti virtuální a rozšířené reality , s mnoha telepříklady robotických telemanipulačních systémů založených na vR založených na systémech thet a(b)systém dálkového výcviku (vzdálená/virtuální laboratoř), programování manipulátorů forobotů pomocí multimodálního webu s podporou VR4 10. října 1996 experiment teleoperace byla provedena za účasti čtyř robotických Poitierů, Grenoble a Nantes ve Francii a Tsukuba v Japonsku) Roboti byli teleoperováni současně (paralelně) hlavní řídicí stanicí umístěnou v PoitierGermansearch Establishment, Wessling
rtuální a smíšená realita v telerobotice: The Surveyfaming theeriment byl prvním obecným programem výzkumné spolupráce s názvem TWEe World Experiment), který spojoval sedm výzkumných trhání s pěti zeměmi, Laboratoire de robotique de Paris ve Francii a mechanickou hlavní výzvou této „exibility na dálku nabízela technologie VR ke zlepšení hlavního řídicího rozhraní hioperátoru a vylepšení schopností takových systémů dálkového ovládání robotů se čtyřmi různými roboty řízenými inkinematickými odlišnostmi a ukázkami experimentálního modelu s hlavním řídicím rozhraním a dvěma roboty v paralelním provozu (jeden ve Francii ) Jak je vidět na tomto obrázku, úkol spočíval v sestavení čtyřhranného plotu na stole. Operátor provádí sestavení virtuálního puzzle pomocí vlastní ruky a dovedností, zpětná vazba od stožáru je místní a týká se pouze grafického znázornění vzdálené úlohy featurrobot, Theor / v interakční parametrorkstation za účelem odvození akcí robota (graficky znázorněných pro vizualizaci softwarových výsledků) a nezaznamenává přímé akce/vnímání operátora Konečným cílem takového výzkumného úsilí je, že koncepty vR a terasy betylidí a robotů
Ve směru zlepšení transparentnosti systému telerobotů, který představuje hlavní cíl, jak již bylo uvedeno, musí takové rozhraní člověk-robot umožnit hioperatovi na dálku provádět požadovaný úkol přirozeným a intuitivním způsobem, jako by byl fyzicky přítomen na vzdáleném místě (otrocký robot), aniž by se cítil bráněn nebo omezován svou manuální zručností, což znamená, že systém musí podporovat přenos přirozených dovedností mezi humanrátorem a teoreticky řízeným (otrockým) robotem K dosažení těchto klíčových cílů je zvláště důležité pro hlavní dálkové ovládání zobrazovat informace lidskému operátorovi nikoli statickým způsobem, ale prostřednictvím multimodálního/multisenzorického dynamického interakčního prostředí Koncepty a nástroje VR hrají v tomto směru významnou roli Zejména interakce prostřednictvím (aktivního) hmatu je primárně důležitá To se nazývá „haptická interakce nebo haptika, což jsou aktivní zařízení, často označovaná jako „rukavice se zpětnou vazbou na data-rukavice“, pokud je aplikace znázorněna na obr. 6, kde thman-operátor nosí na ruce speciálně navržené zařízení s exoskeletonem (LRPactions prováděné v tomto simulačním prostředí vr na masterntrolu místo se promění v robotmanipulátor k provedení a poté se přenesou na podřízené robotické místo (místa)
Průmyslová robotika- Programování, simulace a aplikace Obr. 5 Dálkový experiment teleoperace s více roboty (upraveno podle (Kheddar et al. Tento genept, podle kterého je ideální telerstem huthe úkol namísto kontextu experimentu teleoperace mulbotů znázorněného výše na obr. 5)德irtual Task eRobot→RobSmyslem je nechat lidského operátora soustředit se pouze na úkol, který je právě po ruce, a to jak na ovládání robota, tak na úkol. Lidský operátor je tedy omezován mechanismy robota (např.
g kinematické odlišnosti atd. ) Takové problémy řeší systém a jsou pro uživatele transparentní, což mu dává příležitost lépe plnit úkoly, aby správně provedl lidskou manipulaci prováděnou v masterrtuálním prostředí. Musí analyzovat tyto akce, extrahovat kritické parametry úloh a deducein příkazy v reálném čase, bez přímého ovládání nebo offline, které je třeba poslat otrokovi k provedení
Virtuální a smíšená realita v telerobotice: Komplexní rozhodovací problémy průzkumu a (b)na druhé straně kapacita 2 t B oolů při řízení Můžeme tedy dojít k závěru, že aplikace konceptů založených na VR a přílišrobotických telemanipulačních systémů, zaměřuje se především na vývojové robotické interaktivní robotické manipulátory rychlost a kombinaci senzorově založených primitivních úloh412 Distance Trainilator Progra V oblasti vzdělávání lze nalézt rozsáhlé aplikační scénáře vR technologií tyto technologie jsou kombinací vývoje velmi účinných remofe a virtuálních laboratorních platforem, jejichž cílem je umožnit vzdálený trénink v řadě motorových disciplín
Jednou z takových aplikací platformy, která umožňuje jakýkoli vzdálený přístup k internetu a další podobná mechatronická zařízení a časově omezená nebo dokonce neposkytovaná, je vysoká cena takového zařízení, která je pro strojníky velmi obtížná. Proto výhody plynoucí z poskytnutí prostředků pro jakékoli -experimentace v čase/na jakémkoliv místě (virtuálním nebo vzdáleném) v kontextu "sdílení laboratorních zařízení jsou zřejmé z pohledu souvisejícího s jednoduchostí a kvalitou možností praktického výcviku nabízených jejich studentům 2D Grafická zpětná vazba Panelboxx posit pStatus PanelObr. 7 Grafické uživatelské rozhraní aplikace virtuální robotická laboratorní platforma
Virtuální a smíšená realita v telerobotice: Průzkum2 virtuální a smíšená realita: Obecný popis Během posledních deseti až patnácti let Virtuální realita (VR) jako teoretické a aplikované zábavní médium Howethe poslední často vede k tomu, že tento termín je pravděpodobně způsoben nedostatek formální definice oboru V pokračování se pokusíme popsat základní principy, kterými se řídí oblast VR, stejně jako další doména rozšířené a smíšené reality syand, v pokusu definovat, co je vztah v(a) počítačový, trojrozměrný realistický vizualizační prostor, umožňující(b) multimodální interakci real-fimmend zahrnující více senzoromotorických kanálů faktoru zde je tedy stimulace prožitku k prokreslení něčeho, co skutečně nedosahuje lidské představivosti jako skutečného světa Tři důležité dimenze, které charakterizují systémy VR a odlišují je od typických prostředí počítačové simulace, sevirtuálního předsevzetí a realismu (Burdea Coiffet, 94). geometrie a dynamika (Ellis, 1995)
Obsah se skládá z objektů a aktérů Geometrie je popisem prostředí a má rozměrnost, metriku (určující uspořádání obsahu) a rozsah (rozsah možných hodnot pro prvky polohového vektoru) Dynamiku představují pravidla interakce mezi vE obsahy, které mají být definovány tím, že představují ob
objekty v jiném prostředí, než je prostředí, ve kterém jsou dojmy fyzicky, Tři senzory (např. sledovač polohy hlavy nebo ruční sluchátkový účelový hardware a software (propojování thrs a efektorů způsobem, který vytváří zážitky, s nimiž se setkávají lidé ponořeni do fyzického) Heract s odkazem na hlavu a tělo zobrazuje, úspěch závisí na věrnosti, s jakou jsou senzorické informace prezentovány uživateli Prostředí, které uživatel zažívá prostřednictvím VE simulace, je samozřejmě imaginární Naopak při odkazu naprůmyslovou robotiku- programování, simulace a aplikace mu pomáháme fyzický úkol V takových teleoperačních rozhraních, reálném a simulovaném zpracování dat vytváří mezilehlá prostředí skutečných a virtuálních entit ve stejném prostředí se odkazuje na rozšířené pole, které se vyvinulo jako speciální kategorie lože ve frobotickém zařízení atd. Obr. 1 Obecná struktura VR- založený člověk/stroj2
2 Augmented Reality: Basicsmented Reality (AR)syonstitute ve skutečnosti kategorieecializované vRhich přitáhlo v posledních letech značný zájem díky četným aplikacím, které nacházejí v různých nových doménách, zatímco vR má jako hlavní cíl toasický princip AR systémů umožnit uživateli vyčerpat simultánní (skutečné) fyzickéJinými slovy, Arlements místo toho Otázkou tedy je: proč má pole zájmu kolem sebe a kde spočívá užitečnost takových smíšených prostředí? Odpovědí je, že virtuální prostředí zobrazují různá data kódující složité informace související s teorií, informace, které nejsou ve skutečnosti přímo dostupné a nelze je vnímat jinak, než bytí. lidská bytost, zvyšující se schopnosti vykonávat složité úkoly v reálném světě Oblasti použití systémů AR jsou okamžitě evoluce, jako je simulace edukačních lékařských (invazivních i neinvazivních) postupů, stejně jako předoperační plánování a počítačem podporované (obrazově řízené) operace, (b ) CAD a výrobní procesy, např. architektonický návrh nové budovy a „náhled“ její prostorové integrace, tréninkové postupy údržby, např. výroba speciálních efektů, virtuálních herců atd. Vojenské aplikace jsou bohužel také
rtuální a smíšená realita v telerobotice: Průzkum není vyloučen V následující části uvádíme krátký přehled VR a Arttroduction k použití takové technorobotiky, v rozsahu této kapitolyObr. 2 Programování robotického manipulátoru pomocí rozšířené reality (AR) technologie virtuálního modelu (3D drátová grafika nahoře) na skutečném obrázku robota (adfrom: Rastogi et al, 96)2
3 Přehledná oblast, kde technologie VR a AR najdou mnoho a jsou zajímavé Oblast robotiky a robotických integrovaných výrobních systémů Potvrzuje se, že použití takových technologií může poskytnout významné výhody ve všech fázích výrobního postupu, od počátečního návrhu až po implementaci a kontrolu, zejména když tyto zahrnují integraci robotických systémů Jak již bylo nastíněno dříve, VE představuje ve skutečnosti integrovaný systém interakce hramnan-stroj, významně se podílí na všech procesech, kde lidský zásah (a lidský faktor obecně) hraje důležitou roli, jako je například haracsgn virtuálních prototypů a hodnocení variekteristiky (včetně estetických, ergonomických atd.) a parametry související s tonizací cíle být lepším způsobem vyhodnocovat složité situace a řešit problémy s rozhodováním jako úkol a patoling robota Manipulace s robotem. řídit a pomáhat modelům akčního plánování robota, které představují robota a plánovaný pohyb, prostředí skutečné úlohy umožňuje provoz, potenciálně off-line, což usnadňuje programování a ověřování složitých robotických úkolů, aniž by bylo nutné neustále pracovat se skutečným robotem v zapnutém stavu schéma řádkového programování (se všemi výhodami, které takový
Průmyslová robotika – programování, simulace a aplikace programování robotů na lince představuje praktické scénáře) Modely OfVR musí být správně superponovány na obrazy skutečného světa, aby byly takové systémy praktické. jakýkoli systém AR založený na technikách kalibrace kamery a pravděpodobně na vytváření (obrazových nebo senzorových) metod 3D sledování (pokud takový systém pracuje v reálném čase, obr. 2 představuje aplikační příklad takového programování robotanipulačního úkolu na základě AR( Rastogirealský robot, což je překrývající se pohledy robota, které pomáhají lidskému operátorovi lépe vyhodnotit předprogramovanou akční sekvenci V tomto případě úkol spočívá v uchopení objektu a provedení operace „pick-and-place“ Obr. 2(a) ukazuje „předpokládanou“ dráhu robotizované pomocí tohoto souboru rozhraní s robotickým manipulátorem, který se pohyboval podle plánované operace, přičemž jsou registrovány skutečné i virtuální (tj.
správně zarovnáno), demonstrační schéma Je zde zřejmé, že dodatečné použití stereoskopických obrázků s 3D grafickými modely může významně zlepšit úkoly efektivního programování robotů tím, že poskytuje vizuální kmen (redfalse nNa základě výše uvedených konceptů se techniky virtuální a rozšířené reality během poslední dekády vyvinuly nalezení významných a zajímavých a praktických základů této oblasti tvoří náplň této kapitoly ande trny3 Telerobotikastoricačlověký operátor vykonávat na dálku manipulativní úkol pomocí vlastní ruky prostřednictvím mezilehlého mechatronického systému Telemanipulační řídicí úkol, kromě svého fascinujícího charakteru související s pojmem rozšiřování lidských schopností nástroj přesahující obvyklé prostorové nebo časové limity, lidský zásah je nepostradatelný k provedení úkolu probíhajícího v nestrukturovaných „hostiltascích“ a komplexní plánování úkolu/cesty požadované pro včasné telemanipulační systémy typu master-slave se skládalo z několika mechanických nebo elektromechanických hlavních kontrby člověka. operátor a druhý, nazývaný úkol dálkové manipulace) Bilaterální a síly byly zpočátku zajišťovány prostřednictvím mechanického propojení a později prostřednictvím použití elektrických spojení a řídicích smyček Ve svých počátcích byly základy technologie telemanipulace v jaderném průmyslu pro dálkovou manipulaci s radioaktivními materiály v prostředích, kde byla přítomnost člověka nebezpečná Typickým příkladem je práce, kterou provedl Raymond Goertz z Argonne National Laboratories, USA, nebo Vertud francouzská skupina v CEA (Vertut Coiffet, 84
Virtuální a smíšená realita v telerobotice: přehledBilaterální servo řízená telemanipulace a průmyslová počítačově řízená robotická výroba dvou technologických oborů, které se původně vyvíjely paralelně a do určité míry se označují pod pojmem telerobotika Robotika se původně zabývala vývojem průmyslové výrobní systémy provádějí výkonné operace autonomním senzorovým způsobem, zatímco telemanipulace se zaměřovala na jinou třídu úkolů, které by měly objasnit převažující přítomnost obecných technologických oborů, náročné a slibné výzkumné pole, které v plném rozsahu využívá jak lidský operátor skd strojová inteligence v kontextu interakce člověk/robot a kooperace Integrace některých charakteristik mobility na dálkovém ovladači rozšířila pracovní prostor a obecně funkčnost těchto syin z hlediska omezení vedlejších úkolů a vedla k vytvoření širšího pojmu teleotakových aplikačních domén. zahrnují vývoj žlučových telemanipulačních vozidel pro vesmírné operace (např. Mars Rover atd.), jejichž typickými znaky jsou mobilní průzkumné mise, podvodní dálkově ovládaná vozidla (ROV) byla také popsána v (Gracanin se řadí k obecné oblasti zásahové a servisní robotiky, která se zaměřuje na úroveň lidí dohled Tyto systémy mají za cíl především nahradit člověka při nebezpečných (např. manipulace s výbušninami), bolestivých (např.
zdvihání, např. stavební práce, nebo jiné nudné každodenní úkoly (např. lopatkování atd.) V sekci 4 2 představíme jednu zkoušku, jako je mobilní servisní robot. Tato obecná oblast zahrnuje také systémy, které zaměřují lidi při provádění jemných operací vyžadujících zvýšenou přesnost, což je případ výzkumu provedeného v oblasti problémů narážejících na existující řešení, metodické přístupy a návody navržené v literatuře, s cílem situovat nejmodernější výzkum prováděný v oblasti telerobotiky Hlavní problém a rozhodně ten největší citovanou jednou je přítomnost časových zpoždění v bilaterální iniciační smyčce, což je způsobeno hlavně vzdáleností oddělující master od podřízeného místa, ale může být také způsobeno procesem kvůli zatížení, které je v případě Internetusing dalšími obtížemi uvnitř problém Například časové zpoždění při kontinentálním teleoperaci při použití satelitního spojení může přesáhnout 1 sekundu, zatímco při teleprovozu roveru na Měsíci se zpáteční zpoždění blíží 3 sekundám Humaperátor je v takových případech povinen použít strategii pohybu a čekání , to znamená, aby byly obrázky (a obecně senzorická zpětná vazba) aktualizovány jako (viz příkladhttproboticsiplnasAgov/groups/ry/forabriefsurv
Průmyslová robotika- Důsledky programování, simulace a aplikací, komunikační časové prodlevy způsobují určitou degradaci výkonu teleoperačního systému: ale co je ještě důležitější, jejich přítomnost může ohrozit bezpečný provoz a způsobit nebezpečnou nestabilitu, zejména je-li do dlouhodobého provozu zapojena silová zpětná vazba. vzdálenost Degradace senzorické zpětné vazby může být také způsobena nejen přítomností časových zpoždění a omezené šířky pásma, ale také hlukem a jinými druhy rušení v komunikačním kanálu Problémy související s kvalitou senzorické zpětné vazby mohou také vyplývat z povahy samotného úkolu, například když podřízený robot pracuje v podmínkách nízké viditelnosti (např. dálkově ovládané vozidlo videoterem, které je zcela zbytečné nebo extrémně obtížné, když se senzorická zpětná vazba zhorší v důsledku časových zpoždění, hluku nebo jiného zdroje degradace signálu metodologie specifické pro danou úlohu nebo pokročilé strategie dálkového ovládání být následován, aby pomohl lidskému operátorovi plnit cíle úkolu a zajistil bezpečný a efektivní provoz systému. Časové zpoždění je v klasické teorii řízení dlouho známé jako velmi náročný problém, a proto byla navržena různá prediktivní schémata řízení založená na některých a priori znalost zpoždění (například Smithův prediktor navržený kolem roku 1956, V oblasti teleoperace byla nedávno navržena některá nová řídicí schémata, aby se s touto teorií probty vyrovnala (Anderson Spong, 1992) s koncepcí adaptivní impedance (Niemeyer Slotine, 1991) Všechny tyto přístupy konvergují k thearency (definované jako poměr síly a dráhy dráhy mezi těmito charakteristikami musí být většinou dosaženo
vše, co se týká hlavního a podřízeného zařízení, zmenšuje šířku řídicího pásma systému teleoperátor To zajišťuje stabilitu (pasivitu) systému pod určitými omezeními souvisejícími s velikostí časového zpoždění, ale má to jako protiúčinek zhoršení transparentnost teleoperačního systému (například lidský operátor necítí skutečný profil síly generované na podřízeném místě) Problém se stává ještě obtížným, když se časové zpoždění náhodně mění, přičemž nejsou k dispozici žádné a-priorní znalosti o jeho řádové velikosti. vyrovnat se s problémem závazků založených na použití prediktivních displejů Grafické prediktory, poskytující vizuální podněty (odhady obvyklá video zpětná vazba poskytovaná humarapickému modelu otrokářského robota, oveta ae vývoj úlohy teleoperace, jsou mostanským operátorem Tato kombinace obou syntetické a skutečné obrazy (to je zobrazení grafického modelu, který přímo sleduje pohyby lidského operátora a ukazuje, jaký bude stav robota před skutečným zpožděným videem z podřízeného místa) značně usnadňuje operátora Paradigma grafických prediktivních zobrazení byla značně přijata problémy související s přítomností časových zpoždění v bilaterální komunikační smyčce, ale také s prováděním vylepšení vizuální zpětné vazby a pomoci lidskému operátorovi při rychlém posouzení a Techniky integrativní virtuální reality v teleoperateems lze směle vnímat jako zobecnění výše popsaného konceptu prediktivních zobrazení, kde termín display se nyní může vztahovat nejen k vizuálnímu zobrazení jednoduchých grafických podnětů, ale
rtuální a smíšená realita v telerobotice: SurveyrvItidisciplinární vědecká/technologie, jejímž cílem je umožnit přirozenější použití multimodálních/multismyslových různých perceptuo-motorických modalit hbeing (nejen zraku, ale také haptické interakce a auditivní zpětné vazby) schopnosti vynikajících komunikačních systémů představující oblast telerobotiky Virtuální prostředí teleoperačních systémů lze skutečně použít jako prediktivní modely, které provádějí to, že lidskému operátorovi mohou být poskytnuty realistické tři obrazy a provádět požadovaný úkol teleoperace přirozeným a intuitivním způsobem (například tím, že cítí reakční síly během provedení tohoto virtuálního úkolu modelovalo vše, co před skutečným (zpožděným nebo zhoršeným) vzdáleným podřízeným webem Ve skutečnosti lze v této interakci mezi virtuálním prostředím (tj. virtuálním úkolem prováděným člověkem) použít signály, které musí být odeslány na otrocké telof taková prostřední virtuální reprezentace operační úloha je popsána v (popsáno Kheddar et alis, jak bude podrobně popsáno v modelech teleoperačních úloh založených na sectiVR, lze také použít liniové teleprogramování schemperátor provádí virtuální úlohu ve zcela simulovaném, zcela odděleném prostředí člověka, ve kterém hlavní a podřízený řídí prostředí představující slave site Tato virtuální úloha je analyzována a je extrahována a zaznamenána příslušná sekvence příkazů robota
Posloupnost příkazů vyhodnocená lidským operátorem před jejím následným přenosem do podřízeného zařízení pro všechny laskavé robotické typy příkazů, které budou tvořit programy robota, jejichž autonomie podporované chováním nebo základními operacemi podřízených robotů Takovéto přístupy se používají zejména v super -Dálkové teleoperační systémy, například při navádění na povrchu vzdálené planety, jako je Mars, Ofdea of semi-autonomoustions mohou být aplikovány on-line přímo na vzdáleného robota, namísto tradiční, nepřetržité síly/polohy/rychlosti signály V tomto obecném rámci Hirzinger a kol. (1993) navrhli použití telesenzorového alátoru ve vesmíru Freund a Rossmann (1999 navrhli přístup dedukce úkolů/akční plánování (nazývaný projektivní paradigma virtuální reality) testované aplikace, od úkolů až po řízení multirobotních telemanipulačních systémů pro vesmírné aplikace In
Průmyslová robotika- Programování, simulace a aplikace Sekce 412 je ukázkou podobného telerobotického systému, ale s ohledem na technologii aVR a její aplikace v různých vědeckých oblastech zaznamenaly rychlý vývoj během posledních pěti až deseti let. důvěra, že VR má potenciál příliš moderních rozhraní člověk-stroj, stejně jako kastemy
Může poskytnout nástroje a techniky pro vytvoření multimodální, přirozené intuitivní interakce člověk-stroj, zvýšení teleprezence pro lidskou operativní činnost, což představuje konečný cíl náročných problémů, které je třeba řešit a vhodná (generalizovaná nebo specifická pro úkol) řešení, jakož i problémy s ovládáním a stabilita aktivních rozhraní člověk-stroj pomocí telerobotizovaných teleoperačních schémat, vyvinutých pro usnadnění úkolu lidského operátora a pomoci, které sledují funkce zpětné vazby poskytované lidskému operátorovi a pomáhají mu lépe porozumět stavu provádění vzdáleného úkolu Typická zkušební prediktivní displeje, popsané výše, nebo nějakou formu umělé haptiestetické a/nebo taktilní) zpětné vazby Mezi další techniky založené na VR patří použití virtuálních mechanismů (oly Andriot, 1995 prováděním určité formy funkce podpory rozhodování, to znamená poskytováním gestodikací týkajících se akčního plánu stolu a pomáhat jim interpretovat jednání lidského operátora a vykonávat funkci záměny nebo spolupráce, poskytovat aktivní asistenci při úkolu řízení on-line nebo teleoperace Jedná se o aktivní zásah hlavních počítačových typů, kterými je systém podnikající např. svobodu (dof), popř. zajištění toho, aby příkazy vydávané lidským operátorem splňovaly některá omezení související s bezpečností Řízení člověka/TeleoperaceObr. 3 Vývoj systémů dálkového ovládání směrem k zásahové a servisní telerobotice