SZTAKI - Department of Distributed Systems

A SYMBIO-TIC projekt az európai gyártás rugalmasabbá, hatékonyabbá és biztonságosabbá tételét tűzte ki maga elé célul. Legfőbb újítása a munkás és a robot közös térbe helyezése a kollaboráció hatékonyabbá tétele érdekében. Ennek megvalósítása során különös hangsúlyt kap a biztonság. A munkás testi épségének védelmében, az ütközés elkerülésért a rendszer folyamatosan érzékeli a munkás helyét és ez alapján befolyásolja a robot viselkedését. Az optimális munkamegosztás megvalósításához fontos a munkafolyamatok körültekintő megtervezése és a változásokhoz való alkalmazkodás képessége. Kiemelt szerepet kap továbbá az ember és gép között zajló hatékony kommunikáció, ahol a munkás többféle csatornán, könnyedén veheti fel a kapcsolatot a robottal, őt pedig információkkal, instrukciókkal látja el az elvégzendő feladatról.

Mindezek megvalósítása öt fő célkitűzés köré épül:

1. Aktív ütközésvédelem kialakítása a munkás testi épségének védelmében
Az ember-robot kollaboráció alapja, hogy a munkás biztonsága minden pillanatban garantálva legyen, ezért olyan ütközésvédelmi rendszert kell kidolgozni, ami folyamatosan nyomon követi a munkát végző személy mozgását és attól függően változtatja a robot viselkedését. Az ütközésvédelem kritikus pontja az időzítés, a rendszernek gyorsabban kell reagálnia az embernél. E rendszer biztosítja a közös teret a hatékony munkavégzéshez, melynek megvalósításáért a Work Package 1 (WP1) felelős.

2. Adaptív feladattervezés a robot és az ember számára egyaránt
A munkafolyamatok optimális megtervezése és dinamikus újratervetése szintén elengedhetetlen eleme a hatékony együttműködésnek. Az egyes részfeladatokat el kell osztani a robotok illetve a különböző munkások között. Minden feladatot az arra legalkalmasabbnak kell végeznie, az esetleg párhuzamosan, vagy közösen végezhető feladatok és az egymást követő szakaszok hatékony és rugralmas ütemezésével. További, nem elhanyagolható szempont az energiahatékonyság, a robot működésének körültekintő tervezésével ugyanis nagymértékben csökkenthető annak energiafelhasználása. A feladattervezés a WP2 feladata.

3. Alkalmazkodás a dinamikus változásokhoz intuitív és multimodális kommunikáció segítségével
A változásokhoz való dinamikus alkalmazkodás képességét multimodális kommunikáció teszi lehetővé, amely olyan csatornákon zajlik, aminek kezelése a felhasználó számára nem jelent nehézséget, természetes és komoly programozói tudást nem igényel. A robot programja tehát nem előre definiált, hanem felhasználói beavatkozástól függően, egy magasabb szintű feladatterv alapján, a biztonsági normákat betartva áll össze. Ezt a célkitűzést a WP3 valósítja meg.

4. A humán munkaerő asszisztálása „mit és hogyan” instrukciókkal
A robotok hatékonyságának növelése mellett a munkások hatékonyságát is növelhetjük, ha folyamatosan instrukciókkal látjuk el őket. Ezeket az instrukciókat például kijelzők, vetített piktogramok, vagy akár hang segítségével adhatjuk át. A munkások kompetenciájának ismeretében optimalizálhatjuk a megjelenítendő információk mennyiségét és tartalmát, például egy tapasztalt munkaerő tömörebb leírás alapján is képes elvégezni a feladatot, míg egy betanulás alatt állónak sokat segít a részletes ismertetés.

A kommunikáció másik iránya szintén több csatornán zajlik, melyeknek célja, hogy a munkás számára minél természetesebb és könnyebben kezelhető legyen. Erre használhatunk például haptikus kommunikációt, hang, vagy gesztusvezérlést. Utóbbi történhet teljes testgesztusok, vagy kézgesztusok alkalmazásával. A testgesztusok rögzítésére kamerán keresztül az észlelendő személy 3D modelljét használhatjuk. A kézgesztusokkal való vezérlés gesztuskesztyű alkalmazásával történik, ami egy inerciális érzékelők hálózatából felépített rendszer. A kesztyűre ujjanként két-két, a kézfejre és a csuklóra egy-egy giroszkópot, gyorsulásmérőt, valamint magnetométert tartalmazó szenzor került elhelyezésre. A gesztuskesztyű az ujjakon található szenzorok egymáshoz viszonyított, valamint a kézfej abszolút térbeli orientációjából egy virtuális kézmodellt hoz létre a kézfej pillanatnyi állapotáról. Az így létrejövő gesztusreprezentációkból aztán felismerhetőek a hozzájuk társított parancsok.

A munkás instrukciókkal való ellátását és visszajelzéseinek feldolgozását a WP4 látja el.

5. A projektkoncepció validálása és demonstrálása
A fenti célkitűzések sikerességét a valóságban, ipari környezetben fogja demonstrálni a WP5. Ehhez különböző bonyolultságú gyártási folyamatoknál lesznek alkalmazva a projekt során kidolgozott technológiák. Az eredmények bemutatása három különböző demonstrátornál történik:

• Élelmiszercsomagoló demonstrátor: Robomotion GmbH, Germany
• Repülőgépalkatrész-összeszerelő demonstrátor: Acituri, Spain
• Autóipari motor-összeszerelő demonstrátor: Volvo Car Corporation, Sweden

Az eredmények segíteni fognak a megoldások folyamatos továbbfejlesztésében, valamint új szabványok kidolgozásában.