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Apr 20, 2018 6:00 AM ET

NTU Robot ensambla autónomamente una silla IKEA


NTU Robot ensambla autónomamente una silla IKEA

iCrowd Newswire - Apr 20, 2018

silla de agarre robot

Diseñado por el Profesor Asistente Pham Quang Cuong y su equipo de la Escuela de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la NTU, el robot está compuesto por una cámara 3-D y dos brazos robóticos equipados con pinzas para recoger objetos. El equipo codificó algoritmos utilizando tres bibliotecas de código abierto diferentes para ayudar al robot a completar su trabajo de armar al presidente de IKEA.

Reunió la silla Stefan de IKEA en 8 minutos y 55 segundos. Antes del montaje, el robot tardó 11 minutos y 21 segundos en planificar de forma independiente las rutas de movimiento y 3 segundos para ubicar las piezas.

Los resultados se describen en “¿Pueden los robots ensamblar una silla de IKEA?”, Publicado en la revista Science Robotics .

“Para un robot, armar una silla IKEA con tanta precisión es más complejo de lo que parece”, dice Pham. “El trabajo de montaje, que puede ser natural para los humanos, tiene que dividirse en diferentes pasos, como identificar dónde están las diferentes partes de la silla, la fuerza requerida para sujetar las piezas y asegurarse de que los brazos robóticos se muevan sin colisionar con A través de un considerable esfuerzo de ingeniería, desarrollamos algoritmos que permitirán al robot dar los pasos necesarios para armar la silla por sí mismo.

“Estamos buscando integrar más inteligencia artificial en este enfoque para hacer que el robot sea más autónomo, de modo que pueda aprender los diferentes pasos para armar una silla mediante demostración humana o leyendo el manual de instrucciones, o incluso una imagen del producto ensamblado”. Pham dice.

El equipo NTU de Pham, el investigador Francisco Suárez-Ruiz y el ex alumno Zhou Xian, creen que su robot podría ser de gran valor para realizar tareas específicas con precisión en industrias donde las tareas son variadas y no merecen máquinas especializadas o líneas de montaje.

Comenzando con Clutter

El robot está diseñado para imitar la genérica del “hardware” humano utilizado para ensamblar objetos: los “ojos” a través de una cámara 3-D y los “brazos” a través de brazos robóticos industriales que son capaces de movimiento de seis ejes. Cada brazo está equipado con pinzas paralelas para recoger objetos. Montado en las muñecas hay sensores de fuerza que determinan la fuerza con que los “dedos” se agarran y con qué fuerza empujan los objetos entre ellos.

El robot comienza el proceso de ensamblaje tomando fotos tridimensionales de las partes dispuestas en el piso para generar un mapa de las posiciones estimadas de las diferentes partes. Esto es para replicar, en la medida de lo posible, el entorno desordenado después de que los humanos se hayan liberado y se preparen para armar una silla de construcción propia. El desafío aquí es determinar una localización suficientemente precisa en un entorno desordenado de forma rápida y confiable.

Luego, usando algoritmos desarrollados por el equipo, el robot planea un movimiento a dos manos que es rápido y libre de colisiones. Esta vía de movimiento debe integrarse con la percepción visual y táctil, el agarre y la ejecución.

Para asegurarse de que los brazos robóticos puedan agarrar las piezas firmemente y realizar tareas tales como insertar tapones de madera, la cantidad de fuerza ejercida debe ser regulada. Esto es un reto porque los robots industriales, diseñados para ser precisos en el posicionamiento, son malos para regular las fuerzas, dice Pham.

Los sensores de fuerza montados en las muñecas ayudan a determinar la cantidad de fuerza requerida, permitiendo que el robot detecte los agujeros con precisión y de manera consistente al deslizar el tapón de madera en las superficies de las piezas de trabajo y realizar inserciones ajustadas.

Control preciso

El robot desarrollado por los científicos de NTU Singapur se está utilizando para explorar la manipulación diestra, un área de la robótica que requiere un control preciso de las fuerzas y los movimientos con los dedos o las manos robóticas especializadas. Como resultado, el robot es más humano en su manipulación de objetos.

Hasta ahora, la demostración autónoma de la manipulación diestra se ha limitado a tareas elementales, dice Pham.

“Una de las razones podría ser que las tareas complejas de manipulación en entornos humanos requieren muchas habilidades diferentes. Esto incluye poder hacer un mapa de las ubicaciones exactas de los elementos, planificar una ruta de movimiento sin colisiones y controlar la cantidad de fuerza requerida. habilidades, debe ser capaz de administrar sus complejas interacciones entre el robot y el medio ambiente “, dice.

“La forma en que hemos construido nuestro robot, desde las pinzas paralelas a los sensores de fuerza en las muñecas, todo funciona hacia la manipulación de objetos de una manera que los humanos lo harían”, dice Pham.

Ahora que el equipo ha logrado su objetivo de demostrar el montaje de un presidente de IKEA, están trabajando con empresas para aplicar esta forma de manipulación robótica a una amplia gama de industrias.

El equipo ahora está trabajando para desplegarel robot para hacer adhesivos de vidrio que podría ser útil en la industria automotriz, y taladrar agujeros en componentes metálicos para la industria de fabricación de aviones. No se espera que el costo sea un problema, ya que todos los componentes de la configuración robótica se pueden comprar en el estante.

La investigación, que duró tres años, contó con el apoyo de subvenciones del Ministerio de Educación de Singapur, el brazo empresarial e innovador de NTU NTUitive y la Alianza Singapur-MIT para Investigación y Tecnología.

Youtube: https://youtu.be/O0nmyluOH90
See Campaign: https://cacm.acm.org/careers/227046-ntu-robot-autonomously-assembles-an-ikea-chair/fulltext
Contact Information:
Nanyang Technological University

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