De adoptie van robots in de industrie vereist technologieën die efficiënte en schaalbare gegevensverzameling en training mogelijk maken. ARMADA (pdf), een augmented reality-systeem ontwikkeld door een samenwerkingsverband van onderzoekers, biedt een innovatieve oplossing door robotdemonstraties zonder fysieke robots mogelijk te maken. Deze technologie heeft belangrijke implicaties voor sectoren die afhankelijk zijn van robots voor complexe productie- en assemblagetaken.
Robotmanipulatie en -gegevensverzameling
Imitatieleren, waarbij robots getraind worden om menselijke handelingen na te bootsen, is een belangrijk hulpmiddel bij het uitvoeren van complexe manipulatietaken. Traditionele methoden maken gebruik van fysieke robots, wat duur is en beperkt in schaalbaarheid. Bovendien blijft de kloof tussen menselijke handelingen en robot-embodiment een uitdaging. Robots missen vaak de precisie en flexibiliteit van menselijke handen, wat het verdragen van menselijke gegevens naar robotbewegingen bemoeilijkt.
ARMADA biedt andere oplossing
Het onderzoeksproject ARMADA biedt een oplossing door Apple Vision Pro te combineren met augmented reality (AR) om een virtuele ‘digital twin’ van een robot te creëren. Met deze technologie kunnen gebruikers gegevens verzamelen via hun handbewegingen, terwijl real-time feedback van een virtuele robot zichtbaar is via de AR-interface.
Deze benadering biedt interessante voordelen zoals:
- Toegankelijkheid - het systeem vereist alleen een Vision Pro-headset, waardoor dure hardware overbodig wordt.
- Realtime Feedback - gebruikers zien direct hoe hun bewegingen door de robot worden geïnterpreteerd, wat leidt tot gegevens van hogere kwaliteit.
- Schaalbaarheid - dankzij AR kunnen grootschalige datasets worden gecreëerd door een bredere groep gebruikers, zelfs zonder robotica-ervaring.
Belangrijke functionaliteiten
Het systeem omvat verschillende technologische ideeën. Een gegevensuitwisseling tussen de Vision Pro en een externe computer maakt simulatie en visualisatie mogelijk. Handposities worden omgezet naar robotbewegingen via inverse kinematica. Het systeem visualiseert bovendien robotbeperkingen zoals snelheid, singulariteiten, en werkruimtegrenzen in AR.
Gebruikersonderzoek
In een studie met vijftien deelnemers werden drie taken getest: het oppakken van een tissue, het opruimen van objecten en het schoonmaken van een oppervlak. De resultaten toonden aan dat realtime feedback de kwaliteit van verzamelde gegevens aanzienlijk verhoogde. Het succespercentage bij terugspelen van trajecten bleek 71,1% met feedback versus slechts 1,3% zonder feedback. De meeste deelnemers vonden het systeem intuïtief en nuttig, ongeacht hun ervaring met AR of robotica.
Implicaties voor de industrie
Voor de industrie opent een aanpak als ARMADA nieuwe mogelijkheden:
- Efficiëntere robottraining - met de hoge kwaliteit van de verzamelde gegevens kunnen robots sneller en nauwkeuriger worden getraind.
- Kostenbesparingen - bedrijven kunnen robotgegevens verzamelen zonder dure fysieke robots of gespecialiseerde hardware.
- Schaalbare innovatie - door gegevensverzameling mogelijk te maken voor een brede groep gebruikers, kunnen industrieën sneller innoveren en meer taken automatiseren.