使用 ML 技术的 "cobot "型机电一体化系统的智能控制系统

Олександр Манойленко, К. Р. Калініна, Юрій Олександрович Лебеденко, М. А. Дідик
{"title":"使用 ML 技术的 \"cobot \"型机电一体化系统的智能控制系统","authors":"Олександр Манойленко, К. Р. Калініна, Юрій Олександрович Лебеденко, М. А. Дідик","doi":"10.30857/2786-5371.2023.6.3","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Мета. Роботи є дослідження та розроблення конструкції руки-маніпулятора, його мехатронної системи та програмного керування, з особливим акцентом на розгорнутій кінематиці біонічної кисті руки типу \"Cobot\" [1, 2]. Вдосконалення методів управління мехатронними системами та розроблення алгоритмів системи керування для створення інноваційної системи управління рукою-маніпулятором типу \"Cobot\", заснованої на ML-технологіях машинного зору та платформі Arduino. \nРозробка керуючих алгоритмів на мові програмування Python та їх інтеграція з Arduino, використовуючи стандартні фреймворки: \"CV2\", \"МediaРipe\", \"Numpy\" та \"Serial\" [3–6]. Кодування біомеханічних суглобів для застосування в комп'ютерному імітаційному моделюванні та дистанційному керуванні з використанням технологій штучного зору. \nМетодика. Методика дослідження включала в себе використання математичних методів для аналізу кінематики біонічної кисті руки та розрахунку координат та кінематики механічної системи. Розробка програмних алгоритмів керування базувалася на мові програмування Python. Для оптимізації коду застосовані стандартні фреймворки: \"CV2\", \"МediaРipe\", \"Numpy\" та \"Serial\". Також використовувалася інтеграція програмного забезпечення з мікроконтролером Arduino для управління мехатронічною системою. \nРезультати. Розроблено інноваційну систему керування на базі руки-маніпулята типу \"Cobot\", яка реагує на рухи та жести кисті руки перед web-камерою. Розроблена блок-схема взаємодія електронних та електромеханічних пристроїв блоку керування кисті руки-маніпулятора \"Cobot\". Реалізовано керуючі алгоритми, які можуть застосовуватися в різних галузях машинобудування, включаючи медицину, промисловість та область доповненої та віртуальної реальності. Представлені алгоритми для розпізнавання жестів, розширюючи можливості використання методів машинного навчання в різних галузях. Наведені залежності кінематики пальців біонічної кисті руки типу \"Cobot\". \nПрактична значимість. Отримані результати вказують на потужний потенціал використання інтелектуальних систем управління мехатронними пристроями. Система може бути застосована в медицині, промисловості та області доповненої та віртуальної реальності. Робота сприяє розвитку наукових платформ і є корисною для подальших досліджень у сфері мехатроніки та інтелектуального управління.","PeriodicalId":22554,"journal":{"name":"Technologies and Engineering","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2024-02-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"ІНТЕЛЕКТУАЛЬНІ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ МЕХАТРОНИМИ СИСТЕМАМИ ТИПУ \\\"COBOT\\\" З ВИКОРИСТАННЯМ ML-ТЕХНОЛОГІЙ\",\"authors\":\"Олександр Манойленко, К. Р. Калініна, Юрій Олександрович Лебеденко, М. А. Дідик\",\"doi\":\"10.30857/2786-5371.2023.6.3\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Мета. Роботи є дослідження та розроблення конструкції руки-маніпулятора, його мехатронної системи та програмного керування, з особливим акцентом на розгорнутій кінематиці біонічної кисті руки типу \\\"Cobot\\\" [1, 2]. Вдосконалення методів управління мехатронними системами та розроблення алгоритмів системи керування для створення інноваційної системи управління рукою-маніпулятором типу \\\"Cobot\\\", заснованої на ML-технологіях машинного зору та платформі Arduino. \\nРозробка керуючих алгоритмів на мові програмування Python та їх інтеграція з Arduino, використовуючи стандартні фреймворки: \\\"CV2\\\", \\\"МediaРipe\\\", \\\"Numpy\\\" та \\\"Serial\\\" [3–6]. Кодування біомеханічних суглобів для застосування в комп'ютерному імітаційному моделюванні та дистанційному керуванні з використанням технологій штучного зору. \\nМетодика. Методика дослідження включала в себе використання математичних методів для аналізу кінематики біонічної кисті руки та розрахунку координат та кінематики механічної системи. Розробка програмних алгоритмів керування базувалася на мові програмування Python. Для оптимізації коду застосовані стандартні фреймворки: \\\"CV2\\\", \\\"МediaРipe\\\", \\\"Numpy\\\" та \\\"Serial\\\". Також використовувалася інтеграція програмного забезпечення з мікроконтролером Arduino для управління мехатронічною системою. \\nРезультати. Розроблено інноваційну систему керування на базі руки-маніпулята типу \\\"Cobot\\\", яка реагує на рухи та жести кисті руки перед web-камерою. Розроблена блок-схема взаємодія електронних та електромеханічних пристроїв блоку керування кисті руки-маніпулятора \\\"Cobot\\\". Реалізовано керуючі алгоритми, які можуть застосовуватися в різних галузях машинобудування, включаючи медицину, промисловість та область доповненої та віртуальної реальності. Представлені алгоритми для розпізнавання жестів, розширюючи можливості використання методів машинного навчання в різних галузях. Наведені залежності кінематики пальців біонічної кисті руки типу \\\"Cobot\\\". \\nПрактична значимість. Отримані результати вказують на потужний потенціал використання інтелектуальних систем управління мехатронними пристроями. Система може бути застосована в медицині, промисловості та області доповненої та віртуальної реальності. Робота сприяє розвитку наукових платформ і є корисною для подальших досліджень у сфері мехатроніки та інтелектуального управління.\",\"PeriodicalId\":22554,\"journal\":{\"name\":\"Technologies and Engineering\",\"volume\":null,\"pages\":null},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2024-02-05\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Technologies and Engineering\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.30857/2786-5371.2023.6.3\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Technologies and Engineering","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.30857/2786-5371.2023.6.3","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

摘要

目标。这项工作是研究和开发机械臂的设计、机电一体化系统和软件控制,特别强调 "Cobot "型仿生手的详细运动学[1, 2]。改进机电一体化系统的控制方法,开发控制系统算法,为基于 ML 机器视觉技术和 Arduino 平台的 "Cobot "机械臂创建创新控制系统。使用 Python 编程语言开发控制算法,并使用标准框架将其与 Arduino 集成:"CV2、MediaRipe、Numpy 和 Serial [3-6]。利用人工视觉技术对生物力学关节进行编码,用于计算机模拟建模和远程控制。研究方法研究方法包括使用数学方法分析仿生手的运动学,计算机械系统的坐标和运动学。软件控制算法的开发基于 Python 编程语言。标准框架用于优化代码:"CV2、MediaRipe、Numpy 和 Serial。软件还与 Arduino 微控制器集成,用于控制机电一体化系统。结果在 "Cobot "机械臂的基础上开发出了一种创新的控制系统,可对网络摄像头前的手部动作和手势做出反应。开发了 "Cobot "机械手控制单元的电子和机电设备交互框图。实现的控制算法可用于机械工程的各个领域,包括医学、工业、增强现实和虚拟现实。此外,还介绍了手势识别算法,拓展了机器学习方法在各行各业应用的可能性。给出了 "Cobot "型仿生手手指运动学的依赖关系。实际意义。研究结果表明,机电一体化设备的智能控制系统具有强大的应用潜力。该系统可应用于医学、工业、增强现实和虚拟现实领域。这项工作有助于科学平台的开发,并有助于机电一体化和智能控制领域的进一步研究。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
ІНТЕЛЕКТУАЛЬНІ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ МЕХАТРОНИМИ СИСТЕМАМИ ТИПУ "COBOT" З ВИКОРИСТАННЯМ ML-ТЕХНОЛОГІЙ
Мета. Роботи є дослідження та розроблення конструкції руки-маніпулятора, його мехатронної системи та програмного керування, з особливим акцентом на розгорнутій кінематиці біонічної кисті руки типу "Cobot" [1, 2]. Вдосконалення методів управління мехатронними системами та розроблення алгоритмів системи керування для створення інноваційної системи управління рукою-маніпулятором типу "Cobot", заснованої на ML-технологіях машинного зору та платформі Arduino. Розробка керуючих алгоритмів на мові програмування Python та їх інтеграція з Arduino, використовуючи стандартні фреймворки: "CV2", "МediaРipe", "Numpy" та "Serial" [3–6]. Кодування біомеханічних суглобів для застосування в комп'ютерному імітаційному моделюванні та дистанційному керуванні з використанням технологій штучного зору. Методика. Методика дослідження включала в себе використання математичних методів для аналізу кінематики біонічної кисті руки та розрахунку координат та кінематики механічної системи. Розробка програмних алгоритмів керування базувалася на мові програмування Python. Для оптимізації коду застосовані стандартні фреймворки: "CV2", "МediaРipe", "Numpy" та "Serial". Також використовувалася інтеграція програмного забезпечення з мікроконтролером Arduino для управління мехатронічною системою. Результати. Розроблено інноваційну систему керування на базі руки-маніпулята типу "Cobot", яка реагує на рухи та жести кисті руки перед web-камерою. Розроблена блок-схема взаємодія електронних та електромеханічних пристроїв блоку керування кисті руки-маніпулятора "Cobot". Реалізовано керуючі алгоритми, які можуть застосовуватися в різних галузях машинобудування, включаючи медицину, промисловість та область доповненої та віртуальної реальності. Представлені алгоритми для розпізнавання жестів, розширюючи можливості використання методів машинного навчання в різних галузях. Наведені залежності кінематики пальців біонічної кисті руки типу "Cobot". Практична значимість. Отримані результати вказують на потужний потенціал використання інтелектуальних систем управління мехатронними пристроями. Система може бути застосована в медицині, промисловості та області доповненої та віртуальної реальності. Робота сприяє розвитку наукових платформ і є корисною для подальших досліджень у сфері мехатроніки та інтелектуального управління.
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
自引率
0.00%
发文量
0
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术官方微信