Российские ученые создали новую технологию бесконтактного управления промышленными роботами-манипуляторами с помощью жестов рук оператора. Теперь оператору не нужно будет использовать пульты, клавиатуры, джойстики или специальные перчатки с датчиками. Технология открывает возможности для удаленного управления машинами в опасных условиях, где присутствие человека невозможно.
Бесконтактный интерфейс для управления роботами
Специалисты университета «Сириус» разработали и запатентовали технологию бесконтактного управления промышленными роботами-манипуляторами с помощью жестов рук оператора. Для выполнения точных операций — например, захвата, перемещения или сборки деталей — больше не нужны пульты, клавиатуры, джойстики или специальные перчатки с датчиками. Оператору достаточно показать нужное движение рукой в воздухе, и робот в режиме реального времени повторит его, точно воспроизводя положение кисти и пальцев.
Ключевым техническим элементом системы стала камера глубины. В отличие от обычной, которая фиксирует только цвет и яркость, она измеряет расстояние до каждого объекта в кадре и создает трехмерную модель рук оператора. Это позволяет разработанной системе распознавать не только движение всей кисти, но и мельчайшие изменения в положении суставов и кончиков пальцев в пространстве, рассказали разработчики.
Сначала робота обучают набору базовых жестов, которые используются как управляющие команды — например, для перехода в режим обучения или запуска автономной работы. После этого оператор может продемонстрировать полную последовательность действий для выполнения сложной операции, задавая команды движениями рук в воздухе. Робот в реальном времени повторяет жесты, запоминая траекторию, скорость и ориентацию схвата манипулятора. В дальнейшем он способен воспроизводить операцию самостоятельно, а при необходимости оператор может дистанционно скорректировать его действия с помощью тех же жестов.
Сфера применения жестового управления
Разработчики отметили, что жестовое управление особенно актуально там, где полная автоматизация невозможна или пока не достигла необходимой точности. Например, в агрессивных производственных средах, где присутствие человека-оператора рядом с роботом недопустимо, а возможность перенастройки или калибровки оборудования, установленного на самом манипуляторе, отсутствует. Именно эти практические ограничения и привели к созданию бесконтактного интерфейса, который позволяет дистанционно обучать робота выполнению сложных задач, сохраняя при этом безопасность оператора.
Технология будет полезна для применения на производствах, где невозможно заранее запрограммировать все действия из-за их сложности или частой смены. Плюс она позволит перепрограммировать их без участия специалиста или программиста, объяснил «Известиям» гендиректор группы компаний ST IT, эксперт рынка TechNet НТИ Антон Аверьянов.
— Подобные технологии демонстрировали крупные иностранные компании, занимающиеся разработкой роботов и робототехники, но в России это первая подобная разработка, представленная публично. Будем надеяться, что метод как можно скорее будет применяться в работе, что поможет поднять качество отечественных производственных роботов, — отметил эксперт.
— Известно большое число работ, где вместо камеры глубины, считывающей жесты, в контур управления включают нейроинтерфейсы, измеряющие энцефалограммы человека, связанные с электрической активностью головного мозга человека, позволяя управлять роботами фактически силой мысли. Здесь, скорее всего, предложено решение с очень большой разрешающей способностью камеры и ее обработчика, позволяя понимать не только сами жесты, но и их параметры, влияющие на желаемое положение и ориентацию робота с большой точностью, — уточнил специалист.
Эксперты подчеркивают, что эта методика управления может быть использована "лишь" при выполнении сложных операций, где соблюдение требуемой точности возможно только при человеческом контроле.
Чтобы завтра было яснее — изучайте его сегодня. Ваш «Завтрашний день».