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https://hdl.handle.net/10216/135382| Author(s): | Inês de Oliveira Soares |
| Title: | Programming Robots by Demonstration using Augmented Reality |
| Issue Date: | 2021-07-23 |
| Abstract: | The world is living the fourth industrial revolution, Industry 4.0; marked by the increasing intelligence and automation of manufacturing systems. Nevertheless, there are types of tasks that are too complex or too expensive to be fully automated, it would be more efficient if the machine were able to work with the human, not only by sharing the same workspace but also as useful collaborators. A possible solution to that problem is on human-robot interactions systems, understanding the applications where they can be helpful to implement and what are the challenges they face. In this context a better interaction between the machines and the operators can lead to multiples benefits, like less, better, and easier training, a safer environment for the operator and the capacity to solve problems quicker. The focus of this dissertation is relevant as it is necessary to learn and implement the technologies which most contribute to find solutions for a simpler and more efficient work in industry. This dissertation proposes the development of an industrial prototype of a human machine interaction system through Extended Reality (XR), in which the objective is to enable an industrial operator without any programming experience to program a collaborative robot using the Microsoft HoloLens 2. The system itself is divided into two different parts: the tracking system, which records the operator's hand movement, and the translator of the programming by demonstration system, which builds the program to be sent to the robot to execute the task. The monitoring and supervision system is executed by the Microsoft HoloLens 2, using the Unity platform and Visual Studio to program it. The programming by demonstration system's core was developed in Robot Operating System (ROS). The robots included in this interface are Universal Robots UR5 (collaborative robot) and ABB IRB 2600 (industrial robot). Moreover, the interface was built to easily add other robots. |
| Description: | O mundo está a viver a quarta revolução industrial, a Indústria 4.0; marcada pela crescente inteligência e automação dos sistemas industriais. No entanto, existem tarefas que são muito complexas ou caras para serem totalmente automatizadas, seria mais eficiente se a máquina pudesse trabalhar com o ser humano, não apenas partilhando o mesmo espaço de trabalho, mas como colaboradores úteis. O foco da investigação para solucionar esse problema está em sistemas de interação homem-robô, percebendo em que aplicações podem ser úteis para implementar e quais são os desafios que enfrentam. Neste contexto, uma melhor interação entre as máquinas e os operadores pode levar a múltiplos benefícios, como menos, melhor e mais fácil treino, um ambiente mais seguro para o operador e a capacidade de resolver problemas mais rapidamente. O tema desta dissertação é relevante na medida em que é necessário aprender e implementar as tecnologias que mais contribuem para encontrar soluções para um trabalho mais simples e eficiente na indústria. Assim, é proposto o desenvolvimento de um protótipo industrial de um sistema de interação homem-máquina através de Realidade Estendida, no qual o objetivo é habilitar um operador industrial sem experiência em programação, a programar um robô colaborativo utilizando o Microsoft HoloLens 2. O sistema desenvolvido é dividido em duas partes distintas: o sistema de tracking, que regista o movimento das mãos do operador, e o sistema de tradução da programação por demonstração, que constrói o programa a ser enviado ao robô para que ele se mova. O sistema de monitorização e supervisão é executado pelo Microsoft HoloLens 2, utilizando a plataforma Unity e Visual Studio para programá-lo. A base do sistema de programação por demonstração foi desenvolvida em Robot Operating System (ROS). Os robôs incluídos nesta interface são Universal Robots UR5 (robô colaborativo) e ABB IRB 2600 (robô industrial). Adicionalmente, a interface foi construída para incorporar facilmente mais robôs. |
| Subject: | Engenharia electrotécnica, electrónica e informática Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering |
| Scientific areas: | Ciências da engenharia e tecnologias::Engenharia electrotécnica, electrónica e informática Engineering and technology::Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering |
| DOI: | 10.34626/mzcv-v326 |
| TID identifier: | 202820599 |
| URI: | https://hdl.handle.net/10216/135382 |
| Document Type: | Dissertação |
| Rights: | openAccess |
| License: | https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
| Appears in Collections: | FEUP - Dissertação |
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