Promotie: Subtiele robots

15 september 2009

Mensen kunnen makkelijk bepalen of een object stevig moet worden vastgepakt of dat het voldoende is om het losjes vast te pakken. Soms is het voldoende, of zelfs wenselijk, dat een robot er ook slechts voor zorgt dat een object niet tussen de vingers door kan glippen. Vahedi heeft in zijn proefschrift algoritmen ontworpen, die dit mogelijk maken. Op 16 september promoveert hij aan de Universiteit Utrecht binnen de Vrije Competitie. Zijn promotor is Mark Overmars.

Industriële robots worden ontworpen om een grote verscheidenheid aan taken in productielijnen van diverse industriële sectoren uit te voeren, zoals assemblage of het uitlijnen van onderdelen. Om deze taken uit te voeren, moet de robotarm het object op de juiste manier vastpakken. Bij een voldoende stevige greep op het object is het gegarandeerd dat het object niet kan bewegen ten opzichte van de robot. Een dergelijk stevige greep is niet altijd nodig voor bepaalde operaties. Tot nu toe hebben onderzoekers en ontwerpers deze stevige greep gebruikt om met industriële robots objecten op te pakken en te verplaatsen. De mens, die vaak als voorbeeld dient voor onderzoekers, gebruikt echter vaak een losse greep om bepaalde operaties uit te voeren.

Vahedi gaat ervan uit dat de vingers zijn schijven met een straal van nul of meer. Een object is door een aantal vingers ge-’caged’ als het onmogelijk is om het object naar een willekeurige positie te brengen, ver van zijn oorspronkelijke positie zonder met die beweging door een vinger heen te bewegen. Dit cagen garandeert dat het binnen het bereik van de vingers zal blijven en daardoor niet zal kunnen ontsnappen en dat het object willekeurig ver kan worden geplaatst van zijn begin positie, zonder door een vinger heen te bewegen.

Om een bovengrens voor de complexiteit van de caging set van convexe polygonen te kunnen geven, heeft hij eerst het aantal verschillende typen oppervlakken die een rol spelen in de complexiteit van de caging set verlaagd. Ten tweede hebben we een nieuwe manier geformuleerd om de caging set te berekenen aan de hand van deze oppervlakken. Daarnaast hebben we een efficiënt algoritme ontwikkeld om de caging set te berekenen door middel van een verdeel-en-heers-aanpak.

Vahedi berekent tot slot een datastructuur die kan worden gebruikt om de caging set van welke gegeven plaatsing van de basisvingers efficiënter te rapporteren. Onder andere geeft hij, voor een gegeven plaatsing van de basisvingers en een plaatsing van de derde vinger, een algoritme ontworpen dat bepaalt of het resulterende arrangement de polygoon kooit.