Raksti

16: 08 Klases uzdevums - robotikas kinemātika


16: 08 Klases uzdevums - robotikas kinemātika

16: 08 Klases uzdevums - robotikas kinemātika

0. uzdevums: darba sākšana. Piešķirts pirmdien, 12. septembrī, paredzēts otrdien, 13. septembrī līdz pulksten 23.55.

Lasījums: Izlasiet Mataric 1. un 2. nodaļu.

Laboratorija: Ievads LEGO programmēšanā. Piešķirts trešdien, 14. septembrī. Nav nekā, ko iesniegt. Jāpabeidz pirms stundas piektdien, 16. septembrī.

Lasījums: Izlasiet Bagnall 1. nodaļā (izlaidiet 31. – 45. Lpp.), 2. nodaļā (izlaidiet 50. – 65. Un 72. – 81. Lpp.), 3. un 4. nodaļā. Nav manas cerības, ka jūs visu to apgūsiet materiāls vienā lasījumā, īpaši API detaļas un tamlīdzīgi. Bet es vēlos, lai jūs zināt, kāds materiāls šeit atrodas, lai vajadzības gadījumā varētu uz to atsaukties vēlāk.

1. uzdevums: Teleoperācija. Piešķirts trešdien, 14. septembrī. Java kods 1. un 2. daļai ir pieejams Kursu nodošanas mapē līdz pirmdienai, plkst. 19/19 līdz plkst. 23:55. Java kods 3. daļai jānodod mapē līdz trešdienai, 21. septembrī plkst. 23:55. Atrodi mani kaut kad nedēļas laikā, lai veiktu demonstrāciju.

Lasījums: Izlasiet LEGO dizaina mākslu, kas sniedz lielisku detalizētu informāciju par LEGO uzbūvi. Skim Bagnall 5. nodaļa, kas ir daudz par to pašu informāciju. Lasiet arī Mataric 3., 4. un 5. nodaļu.

Lasījums: Izlasiet Mataric 6. nodaļu.

Lasījums: apskatiet šo ievadu viendabīgās transformācijās un robotu kinemātikā. Es diezgan nopietni balstu mūsu klases diskusijas uz šo materiālu, tāpēc tā ir vērtīga atsauce.

2. uzdevums: zinātniskais mērījums. Piešķirts trešdien, 21. septembrī. Java kods būs pieejams mapē Kursi līdz trešdienai, 9/28 līdz 23:55. Atrodi mani kaut kad nedēļas laikā, lai veiktu demonstrāciju.

Lasījums: Izlasiet Mataric 7., 8. un 9. nodaļu.

3. uzdevums: Manipulācija. Piešķirts trešdien, 28./29. Termiņš uz papīra klasē pirmdien, 10/3. Pārliecinieties, ka jūsu papīra iesniegums, neatkarīgi no tā, vai tas ir rakstīts ar roku vai drukāts, neatkarīgi no tā, vai tas ir manuāli ģenerēts vai daļēji ģenerēts datorā, ir labi organizēts un viegli sekojams.

Lasījums: Izlasiet Mataric 10., 11., 12. un 13. nodaļu.

4. uzdevums: PID kontrolieris. Piešķirts pirmdien, 10/3. Java kods būs pieejams mapē Kursi līdz pirmdienai, 10.10 līdz 23.55. Atrodi mani kaut kad nedēļas laikā, lai veiktu demonstrāciju.

Lasīšana: Izlasiet Mataric 14., 15., 16. un 17. nodaļu.

5. uzdevums: Izpēte. Piešķirts piektdien, 14.10. Java kods ir pieejams mapē Kursi līdz svētdienai plkst. 22/23 līdz 23:55. Demo klasē pirmdien, 24./24.

6. uzdevums: Meklēt un izgūt. Piešķirts pirmdien, 24.10. Java kods būs pieejams mapē Kursi līdz svētdienai plkst. 10/30 līdz 23:55. Demo klasē pirmdien, 31./31.

Noslēguma projekta priekšlikumu prezentācijas: klasē pirmdien, 11. septembrī.

Kaujas roboti. Java kods ir pieejams mapē pirms klases demonstrācijas trešdien, 11./9.

Projekta noslēguma paraugdemonstrējumi: klasē trešdien, 11./16.

Lasījums: Mācīšanās koordinēt uzvedību, autori Pattie Maes un Rodney A. Brooks


Instruktors

Khatiba pašreizējie pētījumi ir vērsti uz cilvēku vērstu robotiku, cilvēkiem draudzīgu robotu dizainu, dinamisku simulāciju un haptisku mijiedarbību. Viņa pētījums šajā pētījumā svārstās no robota autonomās spējas sadarboties ar cilvēku līdz lietotāja haptiskai mijiedarbībai ar animētu varoni vai ķirurģisku instrumentu. Viņa pētījumi par cilvēku centrētu robotiku balstās uz lielu pētījumu kopumu, ko viņš veica pēdējo 25 gadu laikā un publicēja vairāk nekā 200 ziņojumos robotikas jomā.

Prof. Khatibs bija ICRA2000 (Sanfrancisko) programmas priekšsēdētājs un “The Robotics Review” (MIT Press) redaktors. Viņš ir strādājis par nozares saistīto programmu Stanford Computer Forum direktoru. Pašlaik viņš ir Starptautiskā robotikas pētījumu fonda (IFRR) prezidents un STAR, Springer Tracts in Advanced Robotics redaktors. Prof. Khatibs ir IEEE biedrs, IEEE izcilais lektors un JARA balvas saņēmējs.


Morphing Linkages iedarbināšana

Mērķa profili Morfinga sasaistei

Lawrence Funke un profesors James Schmiedeler no Notre Dame Universitātes Locomotion un Biomechanics Lab universitātes parāda, ka morfējošās saites kustību caur tās mērķa profiliem var uzlabot, koordinējot apakšķēžu darbību. Tas tika prezentēts mehānismu un robotikas konferencē, kas bija daļa no 2015. gada ASME projektēšanas inženiertehnisko konferenču, kas notika 2.-5. Augustā Bostonā, MA. Zemāk esošajā video redzams uzlabojums, kas iegūts, pārejot no 1 līdz 3 koordinētām izpildmehānismiem.


16: 08 Klases uzdevums - robotikas kinemātika

Noskatieties šīs video lekcijas:

a) Robotika Bangla 11 | Vektoru un kinemātika robotikā Tadžims

b) Robotika Bangla 12 | 2-D pārveidošana | Tadžims

c) robotika Bangla 13 | 3D pārveidošana | Tadžims

1. Kāda ir jūsu izpratne par vektora lietošanu robotikā no (a)? Kāpēc mēs Kinematikā izmantojam diferenciāciju? Kāda ir jūsu izpratne par kinemātikas izmantošanu robotikā no (a)? Ko no (a) esat uzzinājis par ātrumu, paātrinājumu, paraut, savienojuma telpu, punktu produktiem un šķērsproduktiem?

3. Kurus kinemātikas likumus izskaidro a) apakšpunktā? Kāda ir jūsu izpratne par 2D transformāciju, 2D rotāciju, 2D tulkošanu, 2D mērogošanu, 2D refleksiju, 2D bīdes un 2D transformāciju robotikā no (b)? Izskaidrojiet katru ar piemēru.

4. Kāda ir jūsu izpratne par 3D transformāciju, 3D rotāciju, 3D tulkošanu, 3D mērogošanu, 3D atspoguļojumu, 3D nobīdi, 3D transformāciju robotikā, 3D modelēšanu un 3D skatīšanos no (c)? Izskaidrojiet katru ar piemēru.

N.B. Plaģiāts tiks pārbaudīts automātiski.

Apmeklēšanas sesija notiek BCL. Norādiet savu apmeklējumu un pēc tam piedalieties eksāmenā. Pēc eksāmena apmeklējums netiks pieņemts.

Sākumā skaidri un vairākas reizes izlasiet jautājumus un instrukcijas. Tad vairākas reizes noskatieties minētās lekcijas. Pēc tam uzrakstiet atbildes un iesniedziet tās. To var iesniegt tikai vienu reizi. Tāpēc esiet piesardzīgs. Ja rakstāt ar roku, izveidojiet tikai vienu pilna eksāmena PDF failu un augšupielādējiet to BLC.


Instruktors

Khatiba pašreizējie pētījumi ir vērsti uz cilvēku vērstu robotiku, cilvēkiem draudzīgu robotu dizainu, dinamisku simulāciju un haptisku mijiedarbību. Viņa pētījums šajā pētījumā svārstās no robota autonomās spējas sadarboties ar cilvēku līdz lietotāja haptiskai mijiedarbībai ar animētu varoni vai ķirurģisku instrumentu. Viņa pētījumi par cilvēku centrētu robotiku balstās uz lielu pētījumu kopumu, ko viņš veica pēdējo 25 gadu laikā un publicēja vairāk nekā 200 ziņojumos robotikas jomā.

Prof. Khatibs bija ICRA2000 (Sanfrancisko) programmas priekšsēdētājs un “The Robotics Review” (MIT Press) redaktors. Viņš ir strādājis par nozares saistīto programmu Stanford Computer Forum direktoru. Pašlaik viņš ir Starptautiskā robotikas pētījumu fonda (IFRR) prezidents un STAR, Springer Tracts in Advanced Robotics redaktors. Prof. Khatibs ir IEEE biedrs, IEEE izcilais lektors un JARA balvas saņēmējs.


Apgrieztā kinemātika

Apgrieztās kinemātikas bloks izmanto apgrieztās kinemātikas (IK) risinātāju, lai aprēķinātu kopīgās konfigurācijas vēlamajai gala efektora pozai, pamatojoties uz noteiktu stingru ķermeņa koka modeli. Izmantojot rigidBodyTree klasi, izveidojiet robotam stingru ķermeņa koka modeli. Stingrs virsbūves koka modelis nosaka visus locītavu ierobežojumus, kurus īsteno risinātājs.

Bloka maskas iekšpusē norādiet parametru RigidBodyTree un vēlamo gala efektoru. Varat arī noregulēt algoritma parametrus Risinātāja parametri cilni.

Ievadiet vēlamo gala efektoru Pozēt, Svari par pozas toleranci un InitialGuess savienojuma konfigurācijai. Atrisinātājs izdod robota konfigurāciju, Konfigurēt, kas apmierina gala efektora pozu, ievērojot pielaides, kas norādītas Risinātāja parametri cilni.


  • Etienne Burdet, David W. Franklin un Theodore E. Milner, Cilvēka robotika: neiromehānika un motora vadība, MIT Press, 2013
  • Reza Shadmehr un Steven P. Wise, Reaching and pointing Computational Neurobiology: A Foundation for Motor Learning, MIT Press, 2004
  • Džons Dž. Kreigs, Ievads robotikā: mehānika un vadība (3. izdevums), Pīrsons, 2004. gads

Studenti, kuri nokavē trīs vai vairāk lekcijas, zaudēs visus 3% apmeklējumu

Studentiem tiek prasīts aktīvi uzdot un atbildēt uz jautājumiem no instruktora un savā starpā klasē, kā arī atbildēt uz otra jautājumiem forumā Piazza. Lai izvairītos no nepareizas aprēķināšanas, students līdz lekcijas beigām iesniegs piezīmi ar uzskaitīto kopsavilkumu par jautājumiem, kurus viņi ir uzdevuši un uz kuriem atbildēja, kā arī uz vienas lappuses lielu kopsavilkumu par diskusiju, kurā viņi ir piedalījušies Piazza forumā.


Šasijas ātrumu konvertēšana uz moduļa stāvokļiem¶

Metode toSwerveModuleStates (ChassisSpeeds speeds) (Java) / ToSwerveModuleStates (ChassisSpeeds speeds) (C ++) jāizmanto, lai objektu ChassisSpeeds pārveidotu par SwerveModuleState objektu masīvu. Tas ir noderīgi situācijās, kad ātrums uz priekšu, sāniski un leņķa ātrums jāpārvērš atsevišķos moduļa stāvokļos.

Masīva elementi, kas tiek atgriezti ar šo metodi, ir tādā pašā secībā, kādā tika uzbūvēts kinemātikas objekts. Piemēram, ja kinemātikas objekts tika konstruēts ar priekšējā kreisā moduļa atrašanās vietu, priekšējā labā moduļa vietu, aizmugurējā kreisā moduļa atrašanās vietu un aizmugures labā moduļa atrašanās vietu šādā secībā, masīva elementi būtu priekšējā kreisā moduļa stāvoklis, priekšējais labā moduļa stāvoklis, aizmugurējā kreisā moduļa stāvoklis un aizmugures labā moduļa stāvoklis šādā secībā.

Moduļa leņķa optimizācija¶

Klase SwerveModuleState satur statisko optimize () (Java) / Optimize () (C ++) metodi, kas tiek izmantota, lai “optimizētu” attiecīgā SwerveModuleState ātruma un leņķa iestatīto vērtību, lai samazinātu virsraksta izmaiņas. Piemēram, ja noteikta moduļa leņķiskā iestatītā vērtība no apgrieztās kinemātikas ir 90 grādi, bet jūsu pašreizējais leņķis ir -89 grādi, šī metode automātiski noraidīs moduļa iestatītās vērtības ātrumu un padarīs leņķa iestatīto vērtību -90 grādu, lai samazinātu attālumu modulim ir jābrauc.

Šai metodei nepieciešami divi parametri: vēlamais stāvoklis (parasti no metodes toSwerveModuleStates) un pašreizējais leņķis. Tas atgriezīs jauno optimizēto stāvokli, kuru jūs varat izmantot kā iestatīto vērtību atgriezeniskās saites vadības lokā.


Projekts

Projekta mērķis ir uzrakstīt un iesniegt grantu priekšlikumu jaunam medicīniskajam robotam vai medicīniskās robotikas tehnoloģijai. Studentu komandas apkopos sākotnējos datus vai veiks noformējumu / simulācijas, lai atbalstītu priekšlikumu. Šis projekts ir paredzēts, lai sniegtu studentiem pieredzi, uzsākot jaunu pētījumu projektu medicīniskās robotikas jomā. Tas attīstīs tādas prasmes kā: motivācijas un nozīmīguma raksturošana, literatūras pārskata veikšana, papildu pierādījumu izstrāde, datu prezentācija un mutiska prezentācija. Priekšlikums būs Nacionālo veselības institūtu R21 formātā.


Skatīties video: Paātrinājums - mācību stunda Vienmērīgi paātrināta kustība (Novembris 2021).