Une politique pour permettre l’utilisation de manipulateurs à usage général dans le hockey sur air robotisé à grande vitesse

Une politique pour permettre l'utilisation de manipulateurs à usage général dans le hockey sur air robotisé à grande vitesse

Crédit : Liu et al.

Pour bien performer sur des tâches très dynamiques, les robots doivent pouvoir se déplacer rapidement et être très réactifs. Comme les robots ont généralement des contraintes physiques et des limitations matérielles, les informaticiens devraient également développer des planificateurs et des techniques d’optimisation de trajectoire qui leur permettront d’effectuer des mouvements rapides.

Un exemple d’une tâche très dynamique que les robots pourraient accomplir est de jouer au hockey sur air, un jeu dans lequel les joueurs essaient de pousser un disque en plastique dans le but de leur adversaire à travers une table spécialement conçue. Alors que plusieurs roboticiens ont essayé de former des robots pour jouer au hockey sur air dans le passé, seuls quelques-uns ont tenté d’obtenir un comportement hautement dynamique en utilisant des manipulateurs robotiques conventionnels à usage général.

Des chercheurs de la Technische Universitat Darmstadt, de Huawei R&D et de l’University College London (UCL) ont récemment développé une technique d’optimisation de trajectoire qui pourrait permettre l’utilisation de manipulateurs robotiques polyvalents dans le hockey sur air robotisé à grande vitesse. Cette politique, présentée dans un article prépublié sur arXiv, permet aux bras robotiques conventionnels d’effectuer des mouvements rapides et de frapper efficacement les disques sur une table de hockey sur air.

“Notre objectif à long terme est de concevoir un robot intelligent pour des tâches complexes, dynamiques et contraintes”, a déclaré à TechXplore Puze Liu, l’un des chercheurs qui a mené l’étude. « Dans cet article, notre principale question de recherche est : « comment pouvons-nous pousser les performances du robot industriel actuel jusqu’aux limites ? » Le robot air hockey est une tâche bien adaptée à cette question, car il nécessite un mouvement rapide et précis dans un environnement très contraint.”

Une politique pour permettre l'utilisation de manipulateurs à usage général dans le hockey sur air robotisé à grande vitesse

Crédit : Liu et al.

Le principal défi lors de l’entraînement des robots à jouer au hockey sur air est que les limites de vitesse des articulations des robots ne confèrent généralement pas de mouvements de frappe rapides aux manipulateurs robotiques. Une solution possible consiste à exploiter la redondance du robot pour attribuer la charge de travail de l’articulation robotique la plus lente à la plus rapide.

“En termes simples, on pourrait voir le manipulateur comme un bras humain et notre méthode optimise la position du coude pour effectuer des mouvements rapides”, a expliqué Liu. “Contrairement aux approches précédentes qui utilisent la redondance pour augmenter l’espace de travail du robot ou permettre la conformité aux contacts inattendus, nous exploitons la redondance pour augmenter la vitesse de l’effecteur final.”

La méthode d’optimisation de trajectoire développée par Liu et ses collègues est basée sur un problème d’optimisation contraint simple qui est facile à résoudre et peut donc être appliqué efficacement à de vrais robots. De plus, la technique peut effectuer des calculs rapidement, ce qui signifie qu’elle pourrait aider à rendre les robots plus réactifs lorsqu’ils s’attaquent à des tâches dynamiques, comme jouer au hockey sur air.

Une politique pour permettre l'utilisation de manipulateurs à usage général dans le hockey sur air robotisé à grande vitesse

Crédit : Liu et al.

“Nous avons également découvert que nous pouvons identifier les paramètres du système à la manière d’une boîte noire, en utilisant l’optimisation bayésienne”, a déclaré Liu. “Cette méthode ne nécessite pas de connaissances spécialisées ni de simulateur différentiable.”

Les chercheurs ont évalué leur technique d’optimisation de trajectoire dans des simulations de hockey sur air de deux systèmes robotiques polyvalents KUKA LBR IIWA développés par KUKA Robotics. Leurs découvertes étaient très prometteuses, car leur technique permettait aux systèmes robotiques de jouer efficacement les uns contre les autres sur une table de air hockey de taille moyenne.

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Crédit : Liu et al.

“Nous avons constaté qu’il y a encore place à l’amélioration des performances des manipulateurs robotiques actuels”, a déclaré Liu. “Nous pensons que les robots existants peuvent résoudre des tâches complexes telles que le hockey sur air. Notre plan pour les travaux futurs est de mettre en œuvre le système complet sur de vrais robots. À l’avenir, nous essaierons de vaincre notre” expertise en robotique “à l’aide de l’apprentissage automatique technique.”


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Plus d’information:
Puze Liu et al, Planification efficace et réactive pour le hockey sur air robotique à grande vitesse. arXiv : 2107.06140 [cs.RO] arxiv.org/abs/2107.06140

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Citation: Une politique pour permettre l’utilisation de manipulateurs à usage général dans le hockey sur air robotique à grande vitesse (2021, 31 août) récupéré le 31 août 2021 à partir de https://techxplore.com/news/2021-08-policy-enable-general- but-robot-haute-vitesse.html

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