Uwe Mettin
Uwe Mettin analyserar robotars rörelser som exempelvis smarta kranar för skogsbruk.

Konsten att kontrollera en robot

Robotar används inom en mängd olika områden, till exempel i fabriker, i rymden och i sjukvården. Att planera och kontrollera en robots rörelser är en stor utmaning.

Uwe Mettin har analyserat robotars rörelser i sin aktuella doktorsavhandling. En typisk robot är en elektromekanisk anordning bestående av flera leder som gör det möjligt för de enskilda delarna av kroppen att röra sig. Aktuatorer, såsom elektriska motorer, används för att tillföra krafter som ger upphov till rörelser hos roboten. De största svårigheterna är att utforma och tillföra krafter på ett sådant sätt att det går att planera och därefter kontrollera robotens rörelser, även om det finns yttre störningar och osäkerheter i de matematiska modellerna.

Planera robotens rörelser

Uwe Mettins avhandling innehåller allmänna principer för att planera robotens rörelser och kontrollera de problem som uppstår i så kallade underaktuerade mekaniska system. Dessa robotar har en eller flera passiva leder, vilket resulterar i en inskränkt rörlighet. Å andra sidan blir de mer energieffektiva och enklare att använda jämfört med de fullt aktuerade alternativen. I sin avhandling presenterar Uwe Mettin gående robotar och robotar som dribblar med eller kastar en boll som möjliga tillämpningar. En intressant iakttagelse är att typiskt mänskliga rörelser också karaktäriseras av svagt aktuerade eller passiva leder, och Uwe Mettins avhandling ger insikter om detta ur ett reglertekniskt perspektiv.

Det nya i Uwe Mettins ansats är att på ett systematiskt sätt använda geometri för att representera rörelserna. Det underlättar planeringen av rörelserna, ger analytiska insikter i egenskaperna och gör det möjligt att utveckla en algoritm som kan implementeras i roboten för att få den att utföra önskade rörelser.

Industriella robotar

För mekaniska system som är fullt aktuerade, såsom industriella robotar, finns standardverktyg som ger en lätthanterlig lösning för att planera rörelser och reglersyntes. Trots detta är det problematiskt att skapa effektiva och optimala rörelser eftersom det finns begränsningar i aktuatorer. Detta är en särskild utmaning för robotar som har fler leder än de som krävs för en viss uppgift, något som kan ge ökad smidighet i praktiska tillämpningar. Hydrauliska skogsmaskinskranar är ett exempel på en sådan tillämpning som Uwe Mettin arbetat med i sin avhandling. Syftet har varit att automatisera delar av processen för att stödja föraren, något som kan ge vinster inom skogsindustrin både när det gäller tid och energiförbrukning.

Fredagen den 5 februari försvarar Uwe Mettin, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik, Umeå universitet, sin avhandling med titeln ”Principles for Planning and Analyzing Motions of Underactuated Mechanical Systems and Redundant Manipulators”, svenskt titel: ”Metoder för rörelseplanering och analys av underaktuerade mekaniska system och redundanta manipulatorer”.


Text av: Mikael Hansson

Publicerad: 4 februari, 2010



Dela artikel:

Text av:

Publicerad:

Facebook

Mikael Hansson

4 februari, 2010