Program do symulacji zachowań robota

    Nowo opracowane oprogramowanie oraz robot o nazwie System Rzeczywistego Ruchu (Real Motion System) ułatwiają i przyspieszają konstruktorom pracę nad projektami

    Firma Speecys Corp. z Tokio opracowała platformę do programowania symulacyjnego z myślą o pomocy w projektowaniu robotów. Oprogramowanie zastosowane w prototypie robota SPC-003 wykorzystuje kombinację SolidWorks, 3D CAD i COSMOSMotion wraz z symulatorem analizy mechanicznej. Dzięki użyciu platformy programowej projektant może zweryfikować ruchy robota przed wykonaniem jego prototypu.

    DWUNOŻNY robot kroczący

        SPC-003

    Projektowanie robota wymaga sterowników serwomechanizmów użytych zamiast ludzkich mięśni, szkieletu nośnego zamiast kości, czujników zamiast oczu i uszu, mikroprocesora i OS (systemu operacyjnego) zamiast mózgu, możliwości sterowania ruchem dla chodu, neuronów dla komunikacji sieciowej, a także innych funkcji.

    Nowo opracowane oprogramowanie oraz robot o nazwie System Rzeczywistego Ruchu (Real Motion System) ułatwiają i przyspieszają konstruktorom pracę nad projektami.

    – Poprzednio wprowadziliśmy na rynek narzędzie programowe do projektowania ruchów robota łącznie z robotem z wbudowanym systemem operacyjnym. Aby zmniejszyć obciążenie projektantów, oferujemy teraz sprzęt i oprogramowanie do symulacji – mówi Tomoaki Kasuga, główny dyrektor wykonawczy firmy.

    System Rzeczywistego Ruchu składa się z narzędzia programowego, które przeznaczone jest do programowania sterowania chodem robota, oprogramowania służącego do zaimplementowania ruchów robota, prototypu robota, z jego trójwymiarowych danych w CAD i z narzędzia symulacji mechanicznej. System operacyjny (OS) wbudowany w SPC-003 jest oparty na NetBSD, kompatybilnym z UNIXem, i zapewnia płynne przekazywanie danych między SolidWorks i COSMOSMotion.

    Dysponując nowo opracowaną platformą, konstruktorzy mogą wprowadzać dane o ruchu do SolidWorks i COSMOSMotion, aby uzyskać widok ruchów trójwymiarowego robota.

    – SolidWorks i COSMOSMotion symulują ruchy robota w trzech wymiarach, bez potrzeby wykonywania prototypu prawdziwego robota – komentuje Kasuga. Symulacja pokazuje także utrzymywanie równowagi przez robota, gdzie jest jego środek ciężkości i jakie jest rozmieszczenie poszczególnych momentów.

    System umożliwia też porównanie ruchów rzeczywistego robota z projektem CAD. Poprzednio, jeżeli konstruktor chciał dokonać zmiany ramienia robota, musiał wykonać aluminiowe ramy i zamontować je, aby stworzyć prawdziwego robota. Obecnie taka zmiana może być symulowana w COSMOSMotion w połączeniu z trójwymiarowymi danymi projektowymi z SolidWorks, znacznie skracając czas projektowania.

    SPC-003 stanowi zmodyfikowaną wersję SPC-001, wprowadzoną na rynek w grudniu 2004 roku. Nowy robot jest cieńszy o 30 mm, a jego środek ciężkości uległ przemieszczeniu. Dodano także trzy połączenia segmentów ręki, ramienia i biodra, żeby umożliwić symulację 26 różnych ruchów. W rezultacie robot może obracać ramię, zginać ciało do przodu i do tyłu i chwytać w dłoń różne przedmioty. Szyja ma dwa złącza do symulacji pionowych i poziomych ruchów, a głowa zawiera kamerę z matrycą CMOS, liczącą 350 000 pikseli, diodę elektroluminescencyjną (LED), mikrofon i głośnik.

    Zespół procesora, wykorzystujący PowerPC z zegarem 400 MHz, został umieszczony w tylnej części i ma wiele interfejsów do sterowania serwomechanizmami, wejść czujników, wejść wideo, wejść audio i slot na kartę Compact Flash. W celu realizacji sterowania wieloma serwomechanizmami i uzyskania szybszego transferu danych zastosowano chip z interfejsem RS485 z FPGA, zaprojektowanym przez Futaba Electronic Industry.

    Robot został wyposażony w jednoosiowy czujnik żyroskopowy i trójosiowy czujnik środka ciężkości, zapobiegający jego przewróceniu się. Jeżeli ktoś delikatnie popchnie robota do tyłu, będzie on się starał wrócić do swojej poprzedniej postawy. Jeżeli robot zostanie popchnięty mocniej, to będzie usiłował wrócić do pierwotnej postawy w jednym lub dwóch krokach.

    Zdaniem Kasugi, w ciągu kolejnych sześciu miesięcy Speecys Corp. planuje wzmocnienie połączenie między COSMOSMotion i trójwymiarową symulacją robota. – Nawet ktoś, kto nie jest specjalistą, może zaprojektować robota, który jest stabilny i nie upada na ziemię, dzięki automatycznej korekcji środka ciężkości – dodaje Kasuga.

    Yasu Omura, DN Japan