ConnTact Assembly Framework
Southwest Research Institute (SWRI) и National Institute of Standards and Technology (NIST) анонсировали в октябре программный фреймворк ConnTact (Connect + Tactile) для гибкой разработки приложений роботизированной сборки. О чем мы узнали из поста в блоге ROS-Industrial.
Авторы инициативы обращают внимание на высокую сложность задач, связанных с прикосновением друг к другу объектов в ходе сборки. Эти операции крайне тяжело поддаются моделированию из-за сложности управления силой / крутящим моментом и нехватки информации о свойствах поверхностей твёрдых тел. В добавок ко всему, требуется точная модель положения детали, ошибки в оценки которого могут быть фатальны для изделия. То, что делается руками человека без каких-либо затруднений, для робота часто является архисложной задачей. С целью преодолеть эти ограничения авторы предложили подключить к исследованиям в области robotics assembly более широкие слои разработчиков за счёт создания унифицированной архитектуры приложений для роботов, выполняющих подобные задачи.
Основная идея фреймворка в простой унифицированной архитектуре и заложенных в ней интерфейсах, которые позволят любому роботу с датчиком силы использовать любые алгоритмы.
Схема работы(см. приложенное к посту изображение). Пользователь предоставляет фреймворку к информацию о параметрах задачи и дополнительных настройках (User Configuration), а Robot Controller (узел ROS, управляющий манипулятором) передаёт состояние приспособлений и данные с датчиков F/T (Force/Torque). ConnTact преобразует эти данные с помощью стандартных блоков алгоритмов в конечные автоматы и через Output Interface отправляет команды на исполнение движений (Motion Execution). Также фреймворк обеспечивает обратную связь о работе алгоритмов через блок логгирования, аналитики и визуализации.
Главные преимущества фреймворка (по мнению авторов):
Генерализация. Фреймворк старается обобщить алгоритмы для различных положений и задач. Это достигается с помощью преобразования всех входных данных - позиции робота, силы и момента - в пространство задач.
» Очень перспективное направление, которое может быть скомбинировано с Federated Learning подходом для децентрализованного обучения роботов.
Визуализация. Набор библиотек для отображения графиков позволяет отслеживать состояние во время выполнения задач.
Модульность. За счёт использования конечных автоматов.
» Сомнительный плюс; разработчики роботов в своё время стали использовать Деревья поведения вместо конечных автоматов как раз по причине их лучшей модульности; но это можно пересмотреть).
На данный момент реализованы следующие программные модули:
- Движение в линейном направлении до обнаружения плоской поверхности.
- Поиск по спирали на поверхности низкой точки, например, короткого замыкания разъема в гнездо.
- Подвижное движение в заданном направлении до столкновения с жестким препятствием.
- Зондирование в разных направлениях для определения мест жестких ограничений.
Фреймворк активно разрабатывается. Документации нет.
Подход идеологически очень близкий Робосборщику, поэтому будем следить за обновлениями.
#assembly #framework #swri
Southwest Research Institute (SWRI) и National Institute of Standards and Technology (NIST) анонсировали в октябре программный фреймворк ConnTact (Connect + Tactile) для гибкой разработки приложений роботизированной сборки. О чем мы узнали из поста в блоге ROS-Industrial.
Авторы инициативы обращают внимание на высокую сложность задач, связанных с прикосновением друг к другу объектов в ходе сборки. Эти операции крайне тяжело поддаются моделированию из-за сложности управления силой / крутящим моментом и нехватки информации о свойствах поверхностей твёрдых тел. В добавок ко всему, требуется точная модель положения детали, ошибки в оценки которого могут быть фатальны для изделия. То, что делается руками человека без каких-либо затруднений, для робота часто является архисложной задачей. С целью преодолеть эти ограничения авторы предложили подключить к исследованиям в области robotics assembly более широкие слои разработчиков за счёт создания унифицированной архитектуры приложений для роботов, выполняющих подобные задачи.
Основная идея фреймворка в простой унифицированной архитектуре и заложенных в ней интерфейсах, которые позволят любому роботу с датчиком силы использовать любые алгоритмы.
Схема работы(см. приложенное к посту изображение). Пользователь предоставляет фреймворку к информацию о параметрах задачи и дополнительных настройках (User Configuration), а Robot Controller (узел ROS, управляющий манипулятором) передаёт состояние приспособлений и данные с датчиков F/T (Force/Torque). ConnTact преобразует эти данные с помощью стандартных блоков алгоритмов в конечные автоматы и через Output Interface отправляет команды на исполнение движений (Motion Execution). Также фреймворк обеспечивает обратную связь о работе алгоритмов через блок логгирования, аналитики и визуализации.
Главные преимущества фреймворка (по мнению авторов):
Генерализация. Фреймворк старается обобщить алгоритмы для различных положений и задач. Это достигается с помощью преобразования всех входных данных - позиции робота, силы и момента - в пространство задач.
» Очень перспективное направление, которое может быть скомбинировано с Federated Learning подходом для децентрализованного обучения роботов.
Визуализация. Набор библиотек для отображения графиков позволяет отслеживать состояние во время выполнения задач.
Модульность. За счёт использования конечных автоматов.
» Сомнительный плюс; разработчики роботов в своё время стали использовать Деревья поведения вместо конечных автоматов как раз по причине их лучшей модульности; но это можно пересмотреть).
На данный момент реализованы следующие программные модули:
- Движение в линейном направлении до обнаружения плоской поверхности.
- Поиск по спирали на поверхности низкой точки, например, короткого замыкания разъема в гнездо.
- Подвижное движение в заданном направлении до столкновения с жестким препятствием.
- Зондирование в разных направлениях для определения мест жестких ограничений.
Фреймворк активно разрабатывается. Документации нет.
Подход идеологически очень близкий Робосборщику, поэтому будем следить за обновлениями.
#assembly #framework #swri
