Механика и управление движением носимых и совместных роботов для промышленности

Предметом исследований будет разработка алгоритмов управления робототехническими системами в условиях производства при непосредственном контакте с человеком, синтез движений и обеспечение их статической и динамической устойчивости, определение требований к системе информационного обеспечения объекта.Исследования будут направлены на разработку совместных роботов-манипуляторов (collaborative robots, co-robots, cobots) и экзоскелетов нижней и верхней части тела и других носимых роботов, способных разгружать опорно-двигательный аппарат человека при работе с тяжелым инструментом, выполнении длительных работ в статических позах, манипулировании тяжелыми предметами, точном перемещении объектов различной формы и структуры, работе в заранее не полностью определенной среде. Синтез управления в таких условиях относится к области создания продвинутых систем с элементами искусственного интеллекта и представляет собой актуальную и еще далеко не решенную задачу. Предполагается использование динамических свойств самой управляемой системы, а также оператора и предметов манипулирования для достижения требуемого целевого состояния. Будут исследованы биоинспирированные подходы к управлению механическими системами многих тел. Будут созданы методы, позволяющие работать с многозвенными роботами древовидной структуры в податливом режиме на базе силомоментного очувствления, исследованы вопросы динамической и статической устойчивости системы робот-человек. В частности, объектом исследований послужат носимые робототехнические системы с учетом биомеханики человека, манипуляторы с податливым управлением, алгоритмы машинного обучения, обеспечивающие возможность управления роботами в не структурированных средах. Будут разработаны новые методы численного моделирования динамики робототехнических систем, предназначенные для комплексной компьютерной отработки предлагаемых алгоритмов управления. Для отработки и подтверждения работоспособности указанных алгоритмов будут применены средства математического и компьютерного моделирования с учетом влияния измерительных и исполнительных погрешностей. Будет реализовано полунатурное лабораторное макетирование на задачах податливого управления манипулятором и обучения показом, а также управления экзоскелетами нижней и верхней частей тела. В целом по проекту ожидается получение новых фундаментальных результатов в области управляемого синтеза движений носимых и совместных роботов, способных совместно с человеком решать сложные двигательные задачи при больших статических и динамических нагрузках в условиях работы на производстве. Технологии носимых и совместных роботов являются одним из возможных решений демографических и производственных проблем. Они в полной мере могут решать задачу повышения производительности труда за счет уменьшения утомляемости трудящегося и повышения общей безопасности рабочего места за счет сокращения вредных факторов статического и динамического напряжения.