JP2020512204A - ユーザ支援ロボット制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2017年3月30日に出願され“User−Assisted Robotic Control Systems”と題された米国仮出願第62/478,775号に対する優先権を主張するものである。上記出願は、その全体が参照により本明細書中に援用される。
本明細書に説明される実施形態は、ハードロボットグリッパ(例えば、金属、ハードプラスチック等の比較的に硬質または比較的に変形不可能な材質から作製される、グリッパ)に関連して使用されてもよい。しかしながら、多くの場合では、ソフトロボットグリッパは、ハードロボットグリッパに優る改善を提供し得る。下記の説明は、ソフトロボット工学に関する背景情報を提供する。
例示的実施形態は、ロボット制御システムのいくつかの側面を包含する。特に、いくつかの実施形態は、監視制御の「人間参加型」形態を含む、アーキテクチャ全体に関する。そのようなシステムは、ユーザがローカルまたは遠隔のいずれか一方で1つまたは複数のロボットシステムと相互作用することを可能にするための、ハードウェアおよびソフトウェアを提供してもよく、データ分析およびデータマイニング、および他の改良等のタスクを実施するためのロボット制御および分析システムにおける改良を、別個または組み合わせて含んでもよい。
図2Aは、ロボット制御アーキテクチャ200の概要を描写する、ブロック図である。図2Aの例示的アーキテクチャは、特定の配列または構成内の特定の要素を含むが、他の要素、配列、および組み合わせもまた、本発明の範囲から逸脱することなく採用されてもよい。
・金属部品の鋳造物、例えば、半製品状態の真鍮弁を積み重ねた山から摘取し、それを機械加工のために固定具の中に設置する。
・メロンを積み重ねた山から摘取し、それをピーラチャンカ機械の中に設置する。
・リサイクルセンターにおいて、特定のポリマータイプ(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート等)のプラスチックの単一片を、混合されたプラスチックの積み重ねた山から外に摘取し、それをそのプラスチックタイプのみの容器の中に設置する。
・1個の果実を樹木から摘取し、それを箱の中に設置する。
カメラおよび/または他のセンサは、カメラ(または他のセンサデータ)のビューをクラウドバックエンド240および/またはユーザの電子デバイス202に中継し得る、ローカルプロセッサ210に接続されてもよい(有線または無線で)。ユーザデバイス202上のインターフェースが、図3Aに示されるように、カメラビューを表示してもよい。
(1.較正)
例示的実施形態が、ロボットシステムおよびカメラを含む可視化システムのいずれか一方または両方を迅速に較正するための技法を提供する。
ロボットシステムは、3次元空間内で移動し、そのため、握持標的および設置位置に対するその移動を検出するステップは、重要であり得る。いくつかの実施形態は、カメラ視野内の3次元の場所および物体の形状を測定することが可能である、深度カメラを含んでもよい。下記に説明される例示的実施形態等の他の実施形態は、代わりに、依然として許容可能な3次元握持結果を取得しながら、3次元位置特定およびロボット制御をサポートするための改良を伴う、2次元カメラを使用してもよい。
さらなる実施形態が、ロボットシステムのためのビジョンハードウェアにおける改良を提供する。多くの測距センサが、信号(例えば、電波等の電磁信号または赤外線光のビーム)が伝送され、物体から跳ね返され、次いで、受信される、伝送機/受信機の対を採用する。
さらなる実施形態は、別の好適なモジュール式グリッパと迅速に交換される(完全にまたは具体的な部品のみのいずれか一方)ことが可能である、モジュール式グリッパを含んでもよい。これは、例えば、グリッパが、電子機器および/またはアクチュエータの異なる構成を伴う他のものと交換されることを可能にし得る。
上記に説明される技法は、非一過性コンピュータ可読媒体上の命令として、またはコンピューティングアーキテクチャの一部として具現化されてもよい。図7は、前述のような種々の実施形態を実装するために好適である、例示的コンピューティングアーキテクチャ700の実施形態を図示する。一実施形態では、コンピューティングアーキテクチャ700は、コンピュータ701等の電子デバイスを備えてもよい、またはその一部として実装されてもよい。実施形態は、本文脈に限定されるものではない。
いくつかの実施形態は、その派生語とともに、表現「一実施形態」または「ある実施形態」を使用して説明され得る。これらの用語は、実施形態と関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、少なくとも一実施形態に含まれることを意味する。明細書内の種々の場所における語句「一実施形態では」の表出は、必ずしも、全て同一実施形態を指しているわけではない。さらに、別様に注記されない限り、上記に説明される特徴は、任意の組み合わせにおいてともに使用可能であると認識される。したがって、別個に議論される任意の特徴は、特徴が相互に非互換性であることが述べられない限り、相互に組み合わせて採用されてもよい。
上記に説明される技法のいずれかまたは全ては、非一過性コンピュータ可読媒体上に記憶される好適な論理によって実装されてもよい。1つ以上のプロセッサによって実行されると、論理は、プロセッサに、上記に識別された技法を実施させてもよい。論理は、完全または部分的に、ハードウェア内に実装されてもよい。論理は、ソフトロボットアクチュエータおよび/またはグリッパ配列において1つ以上のアクチュエータを採用するソフトロボットシステムの作動、作動解除、移動、位置等を制御するためのコントローラの一部として含まれてもよい。
Claims (21)
- システムであって、
遠隔電子プロセッサデバイスと通信するように動作可能であるローカルプロセッサと、
前記ローカルプロセッサと通信している摘取および設置ステーションであって、
ロボットシステムであって、前記ロボットシステムは、基部と、第1の端部において前記基部に結合されるロボットアームと、第2の端部において前記ロボットアームに結合されるソフトロボットグリッパとを備え、前記ロボットシステムは、第1の場所において標的物体を握持し、第2の場所に前記標的物体を移動させるように動作可能である、ロボットシステムと、
センサと
を備える、摘取および設置ステーションと
を備える、システム。 - 前記ソフトロボットグリッパは、前記グリッパを前記ロボットアームに接続するための前記第1の端部におけるハブと、前記ハブに結合され、前記グリッパを形成する1つ以上のソフトロボットアクチュエータとを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記ハブは、前記1つ以上のソフトロボットアクチュエータに作動流体を送達する油圧式接続部または空気圧式接続部を備える、請求項2に記載のシステム。
- 前記ハブは、前記センサのための搭載点と、前記センサを動力供給しそれと通信するための電気またはデータ接続部のうちの1つ以上とを備える、請求項2に記載のシステム。
- 複数のハブを備え、各ハブは、ソフトロボットアクチュエータと関連付けられ、前記複数のハブはそれぞれ、前記ソフトロボットアクチュエータが相互に対して移動することを可能にする1つ以上のレールに摺動可能に取り付けられる、請求項2に記載のシステム。
- 前記1つ以上のレールは、前記ロボットアームに結合される、請求項5に記載のシステム。
- 前記複数のハブは、前記1つ以上のレールに沿って手動で調節可能である、請求項5に記載のシステム。
- 前記複数のハブは、前記1つ以上のレールに沿って自動で調節可能である、請求項7に記載のシステム。
- 各ハブと関連付けられる前記ソフトロボットアクチュエータは、相互から独立して制御可能、または、単一のユニットとして制御可能のうちの一方である、請求項7に記載のシステム。
- 前記摘取および設置ステーションと通信する複数のローカルプロセッサを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記ローカルプロセッサと通信する複数の摘取および設置ステーションを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記センサは、カメラ、重量センサ、加速度計、距離センサ、力検出センサ、振動センサ、3次元深度カメラ、光電ブレークビーム、分光計、ハイパースペクトル撮像機、握持センサ、またはレーザレンジスキャナのうちの1つ以上を備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記基部または前記ロボットアームのうちの少なくとも一方は、前記ソフトロボットグリッパを作動させるための空気圧式接続部、前記ソフトロボットグリッパを作動させるための油圧式接続部、電気接続部、または、データ接続部のうちの少なくとも1つを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の場所は、源容器を備え、前記第2の場所は、標的容器を備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記ローカルプロセッサは、前記遠隔電子プロセッサデバイスからコマンドを受信し、前記ロボットシステムに制御命令を通信する、請求項1に記載のシステム。
- 前記ローカルプロセッサは、前記ロボットシステムから情報を受信し、前記遠隔電子プロセッサデバイスに受信された情報を通信する、請求項1に記載のシステム。
- クラウドバックエンドをさらに備え、前記クラウドバックエンドは、前記遠隔電子プロセッサデバイス、前記ローカルプロセッサ、または前記ロボットシステムのうちの1つ以上から通信される情報を受信し、記憶する、請求項1に記載のシステム。
- 前記クラウドバックエンドは、センサデータ、前記ロボットシステムのコンポーネントの故障率、保守スケジュール、識別された問題、またはソフトウェアクラッシュのうちの1つ以上を含む情報を受信する、請求項17に記載のシステム。
- 前記クラウドバックエンドは、前記受信された情報に関するデータマイニングおよび分析を実施すること、保守または交換スケジュールに対する変更を推奨すること、修復または最適化を提案すること、または、前記ローカルプロセッサまたは前記遠隔電子デバイスのソフトウェア制御システムに対する変更または改良を自動的に行うかまたは推奨すること、のうちの1つ以上を行うように動作可能である、請求項17に記載のシステム。
- 前記クラウドバックエンドは、前記ローカルプロセッサまたは前記遠隔電子デバイスのうちの1つ以上にソフトウェア更新を伝達するように動作可能である、請求項17に記載のシステム。
- 前記センサは、前記第1の場所または前記第2の場所のうちの一方を見るために搭載される可視化センサを備える、請求項1に記載のシステム。
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