और उन्होंने रोबोट को एक हाथ दिया, और इसे इस्तेमाल करना सिखाया

जब भी रोबोट की बात आती है, तो लोग एक ऐसी मशीन की कल्पना करते हैं जो हमारे भौतिक दुनिया में कुछ उपयोगी कर सकती है, न कि केवल संवाद आयोजित करने और घूमने के लिए। वर्तमान प्रौद्योगिकियों के विकास के लिए धन्यवाद, अपनी खुद की परियोजनाओं में मैनिपुलेटर का उपयोग करना बहुत आसान हो गया है। इस लेख में हम MoveIt के रूप में जोड़तोड़ नियंत्रण के लिए ऐसे अद्भुत सॉफ़्टवेयर के बारे में बात करेंगे और हमारे टॉड सेवा रोबोट परियोजना में इसके आधार पर लागू की गई कुछ कार्यक्षमता।

एक मामूली गीतात्मक विषयांतर। शायद आप में से बहुत से, प्रिय खबरावचियन, हमारे पिछले लेख से परिचित होने के अवसर से वंचित थे, जो दिलचस्प वीडियो सामग्री के साथ किए गए कार्यों का एक संक्षिप्त सारांश प्रस्तुत करता है। लेकिन हम उसे एक दूसरा मौका देना चाहेंगे, क्योंकि इसमें हमारी परियोजना के लिए एक महत्वपूर्ण प्रश्नावली है, जो हमें इसके विकास के लिए आगे के प्रारूप को निर्धारित करने में मदद करेगी। यदि आप लेख को आसानी से पढ़ सकते हैं और वोट कर सकते हैं, तो यह हमारी बहुत मदद करेगा।

अब बात करने के लिए।
यद्यपि हाथ जोड़ना एक अपेक्षाकृत सरल कार्य है, लेकिन रोबोट के लिए इसके साथ कुछ उपयोगी करना बहुत कठिन है। हमारे अपने हाथों और ब्रश का उपयोग करना, अंतरिक्ष में किसी वस्तु तक पहुंचने के लिए सरल लगता है, यहां तक ​​कि जब यह आस-पास की वस्तुओं द्वारा सीमित होता है (उदाहरण के लिए, आपको अपनी कोहनी के बगल में एक गिलास को छेड़े बिना भोजन की मेज पर तेल तक पहुंचने की आवश्यकता होती है)। फिर भी, जब हम ऐसे कार्यों को करने के लिए रोबोट को प्रोग्राम करने की कोशिश करते हैं, तो यह एक कठिन गणितीय कार्य हो जाता है। सौभाग्य से, विलो गैराज ने मूव इट नामक एक नया मोशन प्लानिंग सॉफ्टवेयर प्रकाशित किया है, जिसका उद्देश्य जटिल किनेमैटिक्स (उदाहरण के लिए, जोड़तोड़), टकराव की जाँच, कब्जा और धारणा के साथ उपकरणों को नियंत्रित करने की समस्याओं को हल करना है। यह सॉफ्टवेयर वास्तव में ध्यान देने योग्य है। गहरी समझ के लिए, हम पिछले कुछ हफ्तों से इसे अलग कर रहे हैं। MoveIt की एक अच्छी विशेषता यह है कि यह कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह क्या नियंत्रित करता है, चाहे वह एक वास्तविक या आभासी रोबोट हो। तो हम वास्तविकता में उपयोग करने से पहले सिम्युलेटर में काम की जांच करके समय बचा सकते हैं।

MoveIt के बारे में आपको क्या जानने की जरूरत है

सबसे पहले, मूवमेंट के सफल उपयोग के लिए, उसे यह जानना होगा कि वह किसके साथ काम करेगा। ऐसा करने के लिए, आपको रोबोट के एक यूआरडीएफ मॉडल या बस एक मैनिपुलेटर की आवश्यकता है। इस मॉडल के आधार पर, एक स्व-टकराव मैट्रिक्स उत्पन्न होता है। इसे रोबोट पर जोड़े के जोड़े की खोज के लिए बनाया गया है। संचार डेटा को टकराव की जाँच से सुरक्षित रूप से डिस्कनेक्ट किया जा सकता है, गति नियोजन के लिए प्रसंस्करण समय को कम कर सकता है। ये लिंक जोड़े कई मामलों में अक्षम हैं:

• लगातार टकराव में
• टकराव की निरंतर अनुपस्थिति में
• जब बंधन एक कीनेमेटिक श्रृंखला पर एक दूसरे से सटे होते हैं

स्व-टकराव मैट्रिक्स का नमूना घनत्व सभी संभावित टकरावों की जांच करने के लिए रोबोट के यादृच्छिक पदों की संख्या निर्धारित करता है। उच्च घनत्व के लिए अधिक कम्प्यूटेशनल समय की आवश्यकता होती है, जबकि कम घनत्व पर एक जोड़ी को समाप्त करने की संभावना जो बंद नहीं होनी चाहिए, कम है। प्रसंस्करण समय कम करने के लिए समानांतर रूप से टकराव की जाँच की जाती है।
MoveIt में समूह नियोजन का उपयोग रोबोट के विभिन्न भागों का शब्दार्थ करने के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए, यह निर्धारित करना कि कौन सा हाथ (बाएं, दाएं) या हड़पने है। ऐसा करने के लिए, संबंधित सभी जोड़ों का चयन करें, उदाहरण के लिए, दाहिने हाथ से।

प्रवेश द्वार पर क्या है

मूव इट "मैजिक" को एक्शन में आने के लिए, सबसे पहले, मैनिपुलेटर की वर्तमान स्थिति को जानना आवश्यक है। वर्तमान स्थिति से मतलब है कि रोबोट अब किस स्थिति में है, चाहे उसका हाथ पीठ के पीछे घाव हो या आगे बढ़ा हो।
वर्तमान स्थिति के अलावा, आपको रोबोट के चारों ओर क्या है, यह जानने के लिए पर्यावरण के बारे में विचारों की आवश्यकता होगी, और अनजाने में कुछ नीचे लाने के लिए नहीं। इन उद्देश्यों के लिए, हम प्यारे Kinect का उपयोग करेंगे। MoveIt में आसपास की दुनिया के बारे में जानकारी टकराव मैट्रिक्स के रूप में प्रस्तुत की गई है, लेकिन यह वह मैट्रिक्स नहीं है जिसका उल्लेख पहले किया गया था, इसलिए कृपया इसे भ्रमित न करें। सामान्य तौर पर, Rviz में इस मैट्रिक्स का विज़ुअलाइज़ेशन, मेरी राय में, एक बहुत ही दिलचस्प छोटी चीज़ थी, और कुछ बिंदु पर भी। लंबे समय तक मैं खुद को उससे दूर नहीं कर सकता था, जैसा कि वास्तव में, दूसरों ने दूसरों को अपना काम दिखाया। नीचे दिया गया वीडियो MoveIt में एक रोबोट की आंखों के माध्यम से दुनिया को दिखाता है।



टकराव मैट्रिक्स बनाने की दूरी किसी के द्वारा निर्धारित की जा सकती है (किनेक्ट माप सीमा एक सीमा है), लेकिन हमने इसका मान 2.5 मीटर निर्धारित किया है। अधिकतम दूरी निर्धारित करते समय, आप एक पूरे कमरे का निर्माण कर सकते हैं।
और निश्चित रूप से, हमें एक लक्ष्य की आवश्यकता होगी, जिसके लिए यह सब कल्पना की गई थी। लक्ष्य मैन्युअल रूप से Rviz के माध्यम से उपयोगकर्ता द्वारा निर्दिष्ट अंतरिक्ष में निर्देशांक हो सकता है, या प्रोग्राम में कोड में संकेत दिया जा सकता है या अन्य आरओएस नोड्स द्वारा उत्पन्न किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, ऑब्जेक्ट मान्यता नोड। महत्वपूर्ण सूचना: लक्ष्य स्थान को स्व-टकराव मैट्रिक्स का खंडन नहीं करना चाहिए, अर्थात हम रोबोट को उसके शरीर या सिर में हाथ लगाने के लिए नहीं प्राप्त कर सकते हैं।

आउटपुट क्या है

पहली चीज़ जो हम देखेंगे, वह है चालबाज़_स्मैग्स :: DisplayTrajectory संदेशों के माध्यम से Rviz में दर्शाए गए मैनिपुलेटर की एक परिकलित गति योजना। यह संदेश केवल नियोजन के दृश्य के लिए उपयोग किया जाता है।
यदि हम विज़ुअलाइज़ेशन को ध्यान में नहीं रखते हैं, क्योंकि हमें हमेशा इसकी आवश्यकता नहीं होगी, तो मुख्य सूचना आउटपुट संदेश Moveit_msgs :: RobotTrajectory होगा। यानी मैनिप्युलेटर के लक्ष्य की स्थिति तक पहुंचने के मामलों में, हमें मूवमेंट_msgs का एक सिक्वेंस मिलता है :: कंट्रोलर को संबोधित रोबोटट्रैजोरी संदेश (कंट्रोलर के सक्रिय जोड़ों को नियंत्रित करने के लिए कंट्रोलर जिम्मेदार होता है)।
तो क्या है Moveit_msgs :: RobotTrajectory? यह टाइमस्टैम्प, गति (वैकल्पिक), त्वरण (वैकल्पिक) के साथ अंकों का एक क्रम है। यह संदेश समूह के जोड़ों के लिए मूल्य निर्धारित करता है (समूहों को थोड़ा अधिक उल्लेख किया गया था, समूह दाहिने हाथ, बाएं हाथ, आदि है) को आंदोलन की योजना के अनुसार कहा जाता है।
चूंकि हम सभी एक ऐसी दुनिया में रहते हैं, जहां पर्यावरण समय के साथ बदलने में सक्षम है, अर्थात इसकी निगरानी की आवश्यकता है। यदि, प्रक्षेपवक्र के नियंत्रक के निष्पादन के दौरान, पर्यावरणीय परिवर्तन होते हैं जो भविष्य में टकराव का कारण बन सकते हैं, तो सिस्टम प्रक्षेपवक्र को रोक देता है और पुन: योजना शुरू करता है।
एक प्रदर्शन के रूप में, हम लक्ष्य स्थान को प्राप्त करने के कार्य का उपयोग करेंगे, जबकि रोबोट के हाथ के किसी भी हिस्से को टेबल या वस्तुओं से टकराने की अनुमति नहीं देते हैं। नीचे दिया गया वीडियो दिखाता है कि MoveIt इस कार्य को संभालने में कितना सक्षम है।



आंदोलन की गति को ट्रैक करने की गति को बढ़ाने के लिए, आप OpenRAVE पर आधारित एक अनुकूलन योग्य IKFast सॉल्वर की सहायता का सहारा ले सकते हैं, जिसे हम निकट भविष्य में लागू करने का इरादा रखते हैं।

अगले पोस्ट में, हम टॉड रोबोट के टेलीप्रेजेंस के कार्यान्वयन को दिखाएंगे। हमारे ब्लॉग पर अपडेट के लिए बने रहें।