Teknisk utmaning på KTH: Styr roboten på distans
Att låta robotarmen fånga en kastad boll på egen hand är trivialt. Två enkla kameror ger en stereoeffekt som gör det lätt för en dator att beräkna bollens ballistiska bana på några millisekunder efter utkast. Datorn fångar bollen i varje kast, säger Christian Smith, en av de tre forskare som genomför projektet på KTH i Stockholm. Det han i stället försöker lösa är möjligheten för en människa att styra en robot på distans, via ett interface. Man ser alltså inte själva roboten utan bara en simulerad bild av den. Denna bild ska sedan styras via något slags tredimensionellt handset. – När vi som nu har hela experimentet samlat här på KTH blir det knappast någon märkbar fördröjning av signalen från människans kommando till roboten. Men vi ska snart börja studsa signalen till USA för att skapa en fördröjning. Denna blir då 200 millisekunder. Projektet samarbetar med flera utländska universitet, däribland ett tyskt, som använder tekniken för att från jorden styra den mindre experimentarm som finns på den internationella rymdstationen. Den långa robotarmen som astronauter brukar klänga på ska kanske styras på samma sätt i framtiden. När roboten ska efterlikna en människas rörelse blir det problem med snabba förflyttningar. - En människa ligger alltid minst 100 millisekunder efter med sin fysiska reaktion på vad hjärnan bestämmer att man ska göra. Därför arbetar vi med att få robotprogrammet att förstå vad det är för resultat som människan vill nå med sin fysiska rörelse. Kan roboten förstå detta kan den göra en effektivare rörelse än den som människan åstadkom med gränssnittet, säger Christian Smith. Vad han menar är att när den ofullständiga människan försöker styra robotarmen till att fånga den kastade bollen blir det miss om styrningen är direkt. Men om roboten begriper att människan vill fånga bollen kan den agera i förväg utan att vänta på besked om de sista rörelserna. Popeye har byggts av Christian Smith med målet att armen ska nå ett tillräckligt stort område tillräckligt snabbt. - Därför byggde vi en lätt konstruktion utifrån den kinematiska strukturen hos en Unimate Puma 560. Ytterligare en fördel med en lätt robotarm är de minskade riskerna för klämskador. Nu sätter vi ändå upp ett snöre över rummet när roboten ska köras, säger Christian Smith. Datorn som visar den simulerade roboten är en standard-pc men med Linux, som är det föredragna operativsystemet på hans labb. Linux ger forskarna möjlighet att själva ändra i programkoden. Den dator som styr själva roboten är också en billig standardmaskin men med realtidsfunktion. - Annars skulle roboten inte hinna reagera. Men hade jag kört det här experimentet för några år sedan hade vi behövt använda den superdator som finns här på KTH, påpekar Christian Smith.