O projeto COMMANDIA


Resumo
No espaço do SUDOE existem muitas indústrias estratégicas que lidam com produtos deformáveis, como alimentos, roupas, brinquedos ou artigos de couro. A automação do processamento de produtos deformáveis ​​é muito difícil e dispendiosa e, portanto, muitas tarefas envolvidas são executadas manualmente por operadores humanos. Realizar essas tarefas com robôs melhoraria a competitividade e as condições de trabalho dos trabalhadores. No entanto, as soluções robóticas industriais atuais não são suficientemente adaptáveis ​​para manipular este tipo de produtos. Este projeto propõe cobrir essa falta de inovação no manuseio de objetos deformáveis, definindo, projetando e implementando funcionalidades que permitem aos robôs atuais manipular tais objetos para a produção industrial. A cooperação dos parceiros resultará no desenvolvimento de um sistema multirrobôs que será transferido como um protótipo para demonstrar a aplicação em dois setores industriais paradigmáticos no espaço do SUDOE: processamento de carne e fabricação de calçados.


Definição de problema
A tarefa de manipulação precisa ser descrita em termos de deformação do produto. A percepção contínua da mudança de forma dos objetos deformáveis ​​não pode ser realizada com câmeras clássicas, devido à dificuldade e falta de robustez do rastreamento de deformações 3D com imagens 2D. Então, sistemas de visão ativa são necessários.

Um problema chave é compreender o objeto e controlar o manipulador e a garra de cada plataforma robótica para modificar a forma do objeto, conforme necessário. Muito poucos trabalhos sobre estratégias de controle de forma existem, e eles são limitados em termos de informações de sensores aplicados (controle baseado em marcadores visuais no objeto) e tipos de objetos deformáveis ​​(objetos parecidos com tecidos ou planos na maioria dos casos). As tarefas de montagem com componentes deformáveis ​​requerem informações multimodais (tátil, força e visão para um bom contato) e manuseio de diferentes tipos de objetos deformáveis ​​(especialmente, aqueles com deformações 3D sólidas).

Estratégias de colaboração são necessárias, pois as tarefas complexas exigem mais de um manipulador móvel para estender o espaço de trabalho e manipular cooperativamente o objeto. Em sistemas multi-robôs colaborativos existentes, cada agente desempenha um papel único e os ganhos de desempenho vêm da soma das habilidades dos agentes e sua operação em paralelo. No entanto, eles atualmente não podem mudar seus papéis para se adaptar às mudanças de tarefas nem executar a manipulação colaborativa de objetos deformáveis ​​grandes ou complexos. Além disso, as configurações atuais baseadas em robô são centradas no robô, uma configuração que não é flexível o suficiente quando diferentes tipos de produtos precisam ser manipulados em ambientes não estáticos.

Finalmente, a transferência desta tecnologia para os setores visados ​​no espaço do SUDOE é atualmente dificultada pela falta de esforços adequados de disseminação dos desenvolvedores para as indústrias.


Abordagem
O principal aspecto inovador da proposta é a fusão das capacidades individuais dos parceiros para produzir uma solução de alta tecnologia para um problema industrial prático que limita a competitividade em alguns setores no espaço do SUDOE. A fim de abordar as lacunas identificadas, este projeto propõe uma abordagem em três etapas:

  1. Identificação de tarefas industriais onde a integração de robôs colaborativos para manipulação de produtos deformáveis ​​pode melhorar a produtividade e as condições de trabalho.
  2. Após várias tarefas principais terem sido identificadas, um sistema robótico completo (incluindo manipuladores móveis) será desenvolvido de forma modular para sua manutenção, adaptação e integração final. Os principais módulos do sistema serão:
    ♦ Módulo de definição de tarefa baseada em sensor: Novas técnicas de rastreamento visual de deformação de superfície baseadas em sistemas de visão ativa serão desenvolvidas.
    ♦ Módulo de controle multi-modal com garra de braço: As estratégias de controle do manipulador robótico combinam várias para manipular objetos deformáveis.
    ♦ Módulo de planejamento de colaboração multi-robô: em tarefas complexas de manipulação, vários manipuladores móveis colaborativos serão necessários para aumentar a destreza, melhorar a percepção ou ampliar o espaço de trabalho.
  3. Os módulos serão testados de forma independente e combinados em um sistema completo para uma demonstração prática. O software será desenvolvido em middleware de código aberto para melhor interoperabilidade, portabilidade, extensão e manutenção.

Ajuda financeira
O projeto COMMANDIA é parcialmente apoiado pelo Programa Interreg Sudoe e pelo Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER). O orçamento total é 1.257.109 euros.


Período de execução
O projeto será realizado por três anos, de abril de 2018 a março de 2021.