Gribot- Οικιακό ρομπότ παροχής υπηρεσιών για ανάρτηση, τοποθέτηση και μεταφορά αντικειμένων



Σχετικά έγγραφα
Πτυχιακή Εργασία Οδηγώντας ένα Ρομποτικό Αυτοκίνητο με το WiFi. Η Ασύρματη Επικοινωνία, χρησιμοποιώντας

ΘΕΜΑ: «Tα υβριδικά αυτοκίνητα»

Σχεδιαστικά Προγράμματα Επίπλου

ΕΡΓΟΝΟΜΙΑ - Λύσεις ασκήσεων στην ενότητα

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΟΥ ΓΡΑΦΕΙΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ LUCID

Αλληλεπίδραση Ανθρώπου- Υπολογιστή & Ευχρηστία

Λύση: Οι περιορισμοί που λαμβάνονται υπόψη κατά τον σχεδιασμό των χώρων εργασίας είναι: η ύπαρξη χώρου η πρόσβαση η στάση χειρισμού η δύναμη.

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΤΕΜΑΧΙΩΝ ΣΕ ΣΥΣΤΗΜΑ CAD ΚΑΙ ΕΝΤΑΞΗ ΤΟΥΣ ΣΕ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΒΑΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

RobotArmy Περίληψη έργου

Σύγχρονες διαδικασίες σχεδιασμού, Ανάπτυξης και Παραγωγής προϊόντων

ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΚΑΙ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ. Η επανάσταση μόλις αρχίζει

Παρουσίαση: Ανθρωποκεντρικός σχεδιασμός πολυμέσων ΜΙΚΡΟΠΟΥΛΟΥ ΕΥΓΕΝΙΑ ΓΤΠ61

Ανθρωποκεντρικός σχεδιασμός πολυμέσων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. Κύκλος Ζωής Εφαρμογών ΕΝΟΤΗΤΑ 2. Εφαρμογές Πληροφορικής. Διδακτικές ενότητες 5.1 Πρόβλημα και υπολογιστής 5.2 Ανάπτυξη εφαρμογών

ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ Η/Υ Computer Aided Manufacturing - CAM) Οφέλη

Ενότητα 5: ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ

ΟΜΑΔΑ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗΣ: ΦΟΙΒΟΣ ΓΚΟΥΜΑΣ ΠΑΡΗ ΚΥΡΙΑΚΙΔΗ ΒΑΣΙΛΗΣ ΣΑΚΕΛΛΑΡΙΟΥ ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: κ. ΦΑΚΙΟΛΑΚΗΣ ΓΙΩΡΓΟΣ

ΕΡΠΥΣΤΡΙΕΣ: ΕΡΕΥΝΑ ΑΓΟΡΑΣ ΕΡΠΥΣΤΡΙΕΣ ΘΕΩΡΙΑ

Προγραμματισμός και στρατηγική διοίκηση. 4 ο Κεφάλαιο

STUDIO VII Ηλεκτρικό Ποδήλατο Οχημα

Μεταβλητές. Σενάριο για μαθητές Γ γυμνασίου διάρκειας 3+ ωρών

Άσκηση 11 Υπολογισμός συντελεστών κινητικής και στατικής τριβής

Τσικολάτας Α. (2011) Οι ΤΠΕ ως Εκπαιδευτικό Εργαλείο στην Ειδική Αγωγή. Αθήνα

Περιεχόμενα. 1 Υποδείγματα αλληλεπίδρασης, αρχές & μοτίβα σχεδίασης Περίληψη... 19

Σχετική κίνηση αντικειμένων

Ευφυή συστήματα υποστήριξης ηλικιωμένων οδηγών: Ανασκόπηση και μελλοντικές κατευθύνσεις

One button AAC: Πλατφόρμα εναλλακτικής επικοινωνίας ατόμων με σοβαρά κινητικά προβλήματα. Βιλελμίνη Καλαμπρατσίδου

Αξιοποίηση διαδραστικών συστημάτων διδασκαλίας (διαδραστικών πινάκων) στην τάξη

Γεφυρώνοντας τις ανάγκες των πελατών

ΣΥΝΘΕΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ. Μετά την ολοκλήρωση της ενότητας αυτής θα μπορείτε:

Προσόντα με υψηλή αξία για τους εργοδότες σε σχέση με την αναπηρία

Λειτουργικά. Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Δυτικής Μακεδονίας Σιώζιος Κων/νος - Πληροφορική Ι

Τα Robot. Από τον Τάλω στα σύγχρονα προγραμματιζόμενα Robot. Κούρογλου Αλέξανδρος. Μαθητής Γ3 Γυμνασίου, Ελληνικό Κολλέγιο Θεσσαλονίκης

Αξιοποίηση διαδραστικών συστημάτων διδασκαλίας (διαδραστικών πινάκων) στην τάξη

710 -Μάθηση - Απόδοση

ΑΥΤΟΝΟΜΟ ΣΧΟΛΙΚΟ ΛΕΩΦΟΡΕΙΟ Έκδοση: 15 Ιανουαρίου

Η εφαρμογή της ρομποτικής χειρουργικής στη νοσογόνο παχυσαρκία - Ο Δρόμος για την Θεραπεία Τρίτη, 11 Μάιος :00

710 -Μάθηση - Απόδοση

Η Καινοτομία συναντά την Αμυντική Βιομηχανία

Διερευνητική μάθηση We are researchers, let us do research! (Elbers and Streefland, 2000)

Η ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΣΕ ΑΝΟΪΚΟΥΣ ΑΣΘΕΝΕΙΣ ΚΑΙ Η ΕΡΓΟΝΟΜΙΚΗ ΔΙΕΥΘΕΤΗΣΗ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ

Δραστηριότητες Έρευνας και Ανάπτυξης του Εργαστηρίου Αυτοματικής Ρομποτικής του Τμήματος Μηχανολογίας του ΤΕΙ Κρήτης

ΤΜΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ

Επιμέλεια παρουσίασης: Αριστείδης Παλιούρας ΤΙ ΕΊΝΑΙ ΈΝΑ ΡΟΜΠΟΤ (ROBOT)?

Ολοκληρωμένο Ενεργειακό Λογισμικό 4Μ-ΚΕΝΑΚ (από τον κ. Χ. Χαραλαμπόπουλο, Δρ Ηλ/γο Μηχανικό ΕΜΠ, Συνιδρυτή και Στέλεχος της 4Μ Α.Ε.

Δυναμική στο επίπεδο. Ομάδα Γ.

Παιδαγωγικές Εφαρμογές Η/Υ (Θεωρία) 21/03/2017. Διδάσκουσα: Αδαμαντία Κ. Σπανακά

ΣΑΧΣΑΜΑΝΟΓΛΟΥ ΓΙΑΝΝΗΣ MEZOLIFT

STP364 νέο. Λειτουργίες. Επιλογές

11/5/2015. Οι επιχειρήσεις

ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΙΝΗΣΗΣ ΚΑΙ ΧΡΟΝΟΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΕΡΓΑΣΙΩΝ ΣΕ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΑ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Σχεδιασμός Οικολογικού Διαμεσολαβητή για την εποπτεία και διαχείριση δικτύου διανομής ηλεκτρικής ενέργειας

Τα Robot. Από τον Τάλω στα σύγχρονα προγραμματιζόμενα Robot. Χαρδαλή Ευτυχία. Μαθήτρια Γ3 Γυμνασίου, Ελληνικό Κολλέγιο Θεσσαλονίκης

Design Studio Παιδική Χαρά

2/4/2010. ρ. Φασουλάς Ιωάννης. Απαιτούµενες γνώσεις: Ανάγκη εκπαίδευσης των φοιτητών στον προγραµµατισµό και λειτουργία των βιοµηχανικών ροµπότ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ ΣΤΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΗΡΙΑ-ΤΕΕ

Μέτρηση μηκών και ακτίνων καμπυλότητας σφαιρικών επιφανειών

ΣΧΕ ΙΑΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΙΕΠΑΦΗΣ ΜΕ ΤΟ ΧΡΗΣΤΗ ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΣΜΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ

ΕΝΙΑΙΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΣΠΟΥΔΩΝ

Αρχιτεκτονική σχεδίαση με ηλεκτρονικό υπολογιστή

Ηλεκτρικό φορτίο Ηλεκτρικό Πεδίο

ΠΕΡΙΛΗΨΗ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 2. ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ

Β2.6 Άλλες Περιφερειακές Συσκευές και Κάρτες Επέκτασης

Ερωτήσεις- Απαντήσεις Πολυμέσα Απο το Βιβλίο Εφαρμογές Η/Υ Α,Β,Γ Λυκείου

Οι μετατροπείς συχνότητας της ΑΒΒ καθιστούν τις αντλίες ευφυείς

ΣΧΕΔΙΑΣΤΙΚΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΕΠΙΠΛΟΥ ΤΜΗΜΑ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΞΥΛΟΥ - ΕΠΙΠΛΟΥ

Δυναμική στο επίπεδο. Ομάδα Γ.

ΚΑΡΕΚΛΑ ΓΡΑΦΕΙΟΥ TORTOLI

Αξιολόγηση του θρυμματισμού μιας ανατίναξης μέσω πλήρως καθορισμένων μικρών χρόνων καθυστέρησης έναυσης

Εισαγωγή στην Ειδική Εκπαίδευση

ΡΟΜΠΟΤΟΤΙΚΗ ΚΑΙ ΔΙΑΣΤΗΜΑ

25SMEs2009 ΠΑΡΑΔΟΤΕΑ ΕΝΟΤΗΤΑΣ ΕΡΓΑΣΙΩΝ 5: ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ. 5.1 Ολοκλήρωση Υποσυστημάτων Πλατφόρμας Διαχείρισης Αισθητήρων

ήγαινε στο x : y : κατέβασε πένα σήκωσε πένα

A7.2 Δημιουργία Απλής Γραφικής Εφαρμογής σε Περιβάλλον Scratch

Περίληψη ιπλωµατικής Εργασίας

Ένας ψηφιακός κατάλογος για την Κοινωνία της Πληροφορίας. ΤΕΕ Ειδικής Αγωγής 1 Β Βαθμίδας

Προτεινόμενα Θέματα Διπλωματικών Εργασιών

Ανάπτυξη Χωρικής Αντίληψης και Σκέψης

Το νέο Absolute 58 Fly είναι ένα λαμπρό παράδειγμα

AμεΑ: Ένας απ όλους μας.

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ - ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ

ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΑ. Ακολουθίες. Στην ενότητα αυτή θα μάθουμε: Να ορίζουμε το διάνυσμα.

Ερωτηματολόγιο I Χρόνος: ± 10 λεπτά. Σαρκοπενία και Ποιότητα Ζωής. 1. Αισθάνεστε ότι έχει μειωθεί: 2. Αισθάνεστε πόνο στους μύες;

ΟΜΑΔΑ: Replete. ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΕΡΩΤΗΜΑ: Ποιά η επίδραση της ρομποτικής στην ιατρική; ΜΕΛΟΣ ΤΗΣ ΟΜΑΔΑΣ ΠΟΥ ΑΣΧΟΛΗΘΗΚΕ ΜΕ ΑΥΤΟ: Σιούτης Δημήτρης

Τεχνικό Δελτίο. Εντάσσοντας την θερμογραφία στο πρόγραμμα συντήρησης

Διαχείριση Ειδοποιήσεων με Κινητές Συσκευές

Π3.1 ΣΧΕΔΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ

ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ ΤΗΣ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ ΣΤΟΥΣ ΠΟΡΟΥΣ ΜΕ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ

Επαναληπτικό ιαγώνισµα Πληροφορικής Γ Γυµνασίου Γιώργος Λιακέας Σχολικός Σύµβουλος Πληροφορικής Ερωτήσεις

Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΜΕ ΤΗ ΓΛΩΣΣΑ MicroWorlds Pro

Σχεδιαστικές προδιαγραφές

DAYTONA EDISON 50, Πλήρης Δοκιμή

Γεωμετρική σκέψη και γεωμετρικές έννοιες. Γεωμετρικά σχήματα και σώματα

Διαβάστε προσεκτικά τις οδηγίες και κρατήστε τις για μελλοντική αναφορά

ΚΑΡΕΚΛΑ ΓΡΑΦΕΙΟΥ TRIESTE

Συστήματα συντεταγμένων

Μέρος Α Γνωριμία με το περιβάλλον προγραμματισμού του ρομπότ OTTO

Δρ. Απόστολος Ντάνης Σχολικός Σύμβουλος Φυσικής Αγωγής

Transcript:

Gribot- Οικιακό ρομπότ παροχής υπηρεσιών για ανάρτηση, τοποθέτηση και μεταφορά αντικειμένων Μ.Π. Ρουγγέρη¹, Β. Μουλιανίτης² ¹Τμήμα Μηχανικών Σχεδίασης Προϊόντων και Συστημάτων, Πανεπιστήμιο Αιγαίου, Σύρος ²Τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικών, Πανεπιστήμιο Πατρών, Πάτρα ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι ο προσδιορισμός και η κατανόηση των αναγκών του ατόμου μέσα στο οικιακό περιβάλλον όσον αφορά τις οικιακές εργασίες. Στο πρώτο στάδιο της διαδικασίας σχεδίασης προσδιορίζονται οι ανάγκες του ατόμου σχετικά με τις οικιακές εργασίες και αποσαφηνίζεται ο προβληματικός χώρος. Ο μειωμένος ελεύθερος χρόνος, οι κινητικές δυσκολίες, τα προβλήματα υγείας και η κόπωση του ατόμου από την εργασία, σε συνδυασμό με τις αδυναμίες των υπαρχόντων ρομπότ παροχής υπηρεσιών, καθιστούν επιτακτική την ανάγκη για σχεδιασμό ενός ρομποτικού συστήματος που θα ειδικεύεται στην ανάρτηση και μεταφορά αντικειμένων από το ένα μέρος στο άλλο, μέσα στο οικιακό περιβάλλον. Με την συλλογή των δεδομένων, και την έρευνα στο ανταγωνιστικό περιβάλλον καθορίζονται οι προδιαγραφές του υπό σχεδίαση συστήματος ενώ σε επόμενο στάδιο ακολουθεί ο ιδεασμός για την εύρεση της λύσης που θα ικανοποιεί βέλτιστα τις ανάγκες του ατόμου. Το αποτέλεσμα της μεθοδολογίας που ακολουθήθηκε παρουσιάζεται συνοπτικά στο παρόν κείμενο και αφορά το σχεδιασμό ενός οικιακού ρομποτικού συστήματος, που θα ικανοποιεί τις ανάγκες του απευθυνόμενου κοινού. Πιο συγκεκριμένα, δίνεται μια γενική εικόνα του υπό σχεδίαση ρομποτικού συστήματος εν ονόματι Gribot, η οποία αποσκοπεί στην κατανόηση της ανάγκης κατασκευής του σε επόμενο στάδιο. Λέξεις κλειδιά: Ρομπότ παροχής υπηρεσιών, ρομποτικό σύστημα, οικιακό περιβάλλον, οικιακές εργασίες 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στην σύγχρονη κοινωνία οι γρήγοροι ρυθμοί ζωής αναλώνουν το άτομο τόσο ψυχικά όσο και σωματικά. Σε έρευνα που διεξήχθη στην Μεγάλη Βρετανία το 2005, οι βασικότερες δραστηριότητες που εκτελεί ο άνθρωπος τις καθημερινές με σειρά προτεραιότητας είναι ο ύπνος, η εργασία, ο ελεύθερος χρόνος και στην τέταρτη θέση βρίσκεται ο χρόνος που αφιερώνει στο νοικοκυριό (Lader et al, 2006). Αξίζει να σημειωθεί ότι όσες οικιακές εργασίες δεν γίνονται τις καθημερινές μεταφέρονται το σαββατοκύριακο, με άμεσο αποτέλεσμα η κατανομή των εργασιών να αλλάζει το σαββατοκύριακο. Η ολοένα αυξανόμενη εξέλιξη της τεχνολογίας βρίσκει απήχηση στον τομέα των οικιακών εργασιών με αποτέλεσμα τα τελευταία χρόνια η προσοχή να έχει στραφεί 1

μέσω της ρομποτικής στα ρομπότ παροχής υπηρεσιών. Ρομπότ ηλεκτρικές σκούπες και ρομπότ περιποίησης γκαζόν είναι τα πιο γνωστά παραδείγματα. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία της Διεθνής Ομοσπονδίας Ρομποτικής οι πωλήσεις ρομπότ παροχής υπηρεσιών για οικιακή χρήση έφτασαν τα 4,4 εκατομμύρια κομμάτια ως το τέλος του 2009, και υπολογίζεται ότι μέχρι το 2012 οι πωλήσεις θα φτάσουν τα 4,8 εκατομμύρια κομμάτια (IFR, 2009). 2 ΠΑΡΟΥΣΑ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ Πιο αναλυτικά μερικά τεχνολογικά επιτεύγματα της ρομποτικής όσον αφορά τα ρομπότ παροχής υπηρεσιών που ειδικεύονται στο τομέα ανάρτησης, τοποθέτησης και μεταφοράς αντικειμένων φαίνονται στον πίνακα 1. Τα περισσότερα ρομπότ του πίνακα 1 μπορούν να μετακινούνται αυτόνομα χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση, ωστόσο τα αντικείμενα που χειρίζεται το καθένα ποικίλουν. Παραδείγματος χάριν, το ρομπότ Asahi Beerbot έχει σχεδιαστεί για να πιάνει μόνο κυλινδρικά αντικείμενα, όπως είναι ένα κουτάκι μπύρας. Το συγκεκριμένο ρομπότ είναι ικανό να ανοίγει ένα κουτάκι μπύρας και να βάζει το ποτό στο ποτήρι (Asahi Beerbot, 2007). Το ρομπότ Asimo από την άλλη, προσομοιάζει με υψηλό βαθμό ακριβείας τον ανθρώπινο βηματισμό. Εν τούτοις οι χειρονακτικές του ικανότητες περιορίζονται στο σερβίρισμα και στην τοποθέτηση των αντικειμένων στην θέση τους (Asimo, 2010). Ένα άλλο παράδειγμα είναι το ρομπότ SmartPal V το οποίο μπορεί να κινείται αυτόνομα στο χώρο και να χειρίζεται ένα μεγάλο εύρος αντικειμένων, ενώ έχει την ικανότητα να αναγνωρίζει τα σκουρόχρωμα ρούχα από τα ανοιχτόχρωμα. Παρόλα αυτά, σύμφωνα με τις τεχνικές προδιαγραφές του δεν μπορεί να σηκώσει ωφέλιμο φορτίο παραπάνω από 2 kg. Ακόμη λόγω του ύψους του είναι ικανό να πιάνει αντικείμενα που βρίσκονται στο πάτωμα και αντικείμενα που είναι τοποθετημένα μέχρι 1,5 m από το έδαφος (YASKAWA, 2007). Από την άλλη, το ρομπότ Readybot έχει σχεδιαστεί για να μετακινείται αργά και σταθερά μέσα σε οικιακά περιβάλλοντα χωρίς να είναι ένα ευφυές ρομπότ. Ακόμα και ένας επεξεργαστής κειμένου είναι πιο πολύπλοκος από ότι το λογισμικό που χρησιμοποιεί το συγκεκριμένο ρομπότ (Readybot, 2009). Όσον αφορά το ρομπότ TWENDY-ONE είναι ικανό να βοηθάει ένα άτομο να σηκωθεί από το κρεβάτι, να μετακινεί άτομα σε αναπηρικό καροτσάκι, να σερβίρει, καθώς και να χειρίζεται αντικείμενα με μεγάλη ακρίβεια (TWENDY-ONE, 2007). Το Home Assistant Robot από την άλλη μπορεί να μεταφέρει ένα δίσκο με πιάτα και ποτήρια, να πιάσει ένα ρούχο και να το βάλει στο πλυντήριο ρούχων, να πιάσει μια σκούπα να σκουπίσει και έχει αρκετή δύναμη για να σύρει μια καρέκλα που εμποδίζει στο σκούπισμα. Λόγω όμως των δεξιοτήτων του και των πολύπλοκων εσωτερικών διεργασιών είναι ικανό να λειτουργεί μόνο για μισή με μία ώρα το πολύ. Ακόμη, μέσω των αισθητήρων που διαθέτει είναι ικανό να αναγνωρίζει πότε δεν έχει ολοκληρώσει μια εργασία επιτυχώς και να διορθώνει τα λάθη του. Αν παρατηρηθεί αποτυχία στην διεκπεραίωση μιας εργασίας, είναι ικανό να σχεδιάσει εναλλακτικό πλάνο συμπεριφοράς για να επιτύχει αποτελεσματικά τον στόχο του, γεγονός που το καθιστά ικανό να εκτελεί πολλά καθημερινά και διαδοχικά καθήκοντα (IRT, 2008). Ένα μειονέκτημα του Home Assistant Robot είναι ο όγκος του, που το καθιστά κατάλληλο να λειτουργεί σε μεγάλες και ευρύχωρες κατοικίες. 2

Τέλος, το Care-O-bot ΙΙΙ, είναι ικανό να χειρίζεται πληθώρα οικιακών αντικειμένων. Όμως λόγω των τεχνικών χαρακτηριστικών του, δεν μπορεί να συγκρατεί αντικείμενα πολύ βαριά, περιορίζεται σε αντικείμενα όπως είναι ένα βάζο με λουλούδια, ένα μπουκάλι ή ένα παιχνίδι. Το Care-O-bot ΙΙΙ έχει σχεδιαστεί για να βοηθάει στο σπίτι, διαθέτοντας ένα εξελιγμένο σύστημα αισθητήρων και κινητήρων, καθιστώντας το ακριβές στις κινήσεις του (Care-O-bot III, 2009). Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι μολονότι έχει την δυνατότητα να μεταφέρει παραπάνω από δυο αντικείμενα λόγω της κινούμενης επιφάνειας που διαθέτει, πάνω στην οποία τοποθετεί τα αντικείμενα, δεν υπάρχει ευστάθεια των αντικειμένων. Έτσι λοιπόν, υπάρχει περίπτωση τα αντικείμενα να μην μεταφερθούν ακέραια στον προορισμό τους. Πίνακας 1 : Εργασίες που εκτελούν ρομποτικά συστήματα μέσα στο οικιακό περιβάλλον. Όπως φαίνεται και από τον πίνακα 1, τα ρομπότ που υφίστανται στον τομέα του χειρισμού και της μεταφοράς των αντικειμένων ποικίλουν. Όμως, δεν υπάρχει ένα ρομπότ ικανό να εκτελεί εργασίες χειρισμού και μεταφοράς περισσότερων του ενός αντικειμένου, το οποίο να είναι ταυτόχρονα γρήγορο, αποδοτικό, ασφαλές, μικρού όγκου, αισθητικά οικείο στον χρήστη και να έχει μεγάλη διάρκεια λειτουργίας. Τα περισσότερα είναι σχεδιασμένα να χειρίζονται αντικείμενα συγκεκριμένου σχήματος και μέχρι ένα καθορισμένο βάρος, μερικά είναι βραδυκίνητα και ογκώδεις, ενώ κάποια άλλα δεν είναι ευφυή. Το γεγονός ότι το κάθε ρομπότ ειδικεύεται σε συγκεκριμένες εργασίες, οι οποίες καθορίζονται από το πλήθος των αντικειμένων που μπορεί και χειρίζεται και το εύρος των κινήσεων που μπορεί να εκτελεί, καθιστά επιτακτική την ανάγκη δημιουργίας ενός ρομπότ με ευρεία λειτουργία στο κομμάτι των οικιακών εργασιών. 3

3 ΣΧΕΔΙΑΣΤΙΚΕΣ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ Ύστερα από την έρευνα που διεξήχθη στο ανταγωνιστικό περιβάλλον, παρατηρήθηκαν αδυναμίες στα ρομπότ της υπάρχουσας αγοράς. Συγκεκριμένα σε κάποια ρομπότ υπάρχει περιορισμός στο εύρος των κινήσεων που εκτελούν, ή περιορισμός στο μέγεθος, στο βάρος ή στην ποσότητα των αντικειμένων που χειρίζονται. Κάποια καταλαμβάνουν μεγάλο όγκο ή κινούνται με βραδείς ρυθμούς, κάποια άλλα υπάρχει κίνδυνος να μεταφέρουν το αντικείμενο παραμορφωμένο στον τελικό προορισμό του, ενώ άλλα λειτουργούν για λιγότερο από μια ώρα. Ως εκ τούτου επιδίωξη είναι αυτά τα μειονεκτήματα να γίνουν κριτήρια για τον σχεδιασμό ενός ρομποτικού συστήματος το οποίο θα υπερτερεί έναντι των υπαρχόντων. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η εκμετάλλευση των παραπάνω δεδομένων για την αποσαφήνιση των προδιαγραφών του υπό σχεδίαση συστήματος, πάντα με βάση τις ανάγκες του απευθυνόμενου κοινού. Στόχος του συστήματος είναι η ξεκούραση, η διευκόλυνση, η αρωγή του ατόμου καθώς και η μείωση καταπονήσεων της υγείας του ατόμου από εργασίες που απαιτούν σωματική κόπωση. Έτσι λοιπόν, κρίνεται απαραίτητος ο σχεδιασμός ενός ρομποτικού συστήματος το οποίο θα στοχεύει στην παροχή βοήθειας κατά την εκτέλεση οικιακών εργασιών, και πιο συγκεκριμένα, κατά την ανάρτηση, μεταφορά και τοποθέτηση αντικειμένων μέσα στο οικιακό περιβάλλον, καλύπτοντας τις αδυναμίες της αγοράς. Με τον προσδιορισμό των αναγκών του ατόμου σχετικά με τις οικιακές εργασίες ανάρτησης και τοποθέτησης αντικειμένων από το ένα μέρος στο άλλο, αλλά και την έρευνα που διεξήχθη στο ανταγωνιστικό περιβάλλον συλλέχτηκαν τα κατάλληλα δεδομένα για την καταγραφή των σχεδιαστικών προδιαγραφών του συστήματος οι οποίες χωρίστηκαν σε χαρακτηριστικά, λειτουργικές απαιτήσεις, περιορισμούς και μετρικές επίδοσης/απόδοσης. Όσον αφορά τα χαρακτηριστικά του συστήματος κρίθηκε απαραίτητο το σύστημα να είναι λειτουργικό, γρήγορο και αποδοτικό κατά την περάτωση μιας εργασίας. Κάποια άλλα χαρακτηριστικά που θα πρέπει να έχει είναι να είναι ασφαλές προς τον χρήστη ώστε να μην υπάρχει κίνδυνος τραυματισμού, και ευφυές και αυτόνομο χωρίς να απαιτείται η παρουσία του χρήστη για την ολοκλήρωση μιας διεργασίας. Μερικές από τις λειτουργικές απαιτήσεις του συστήματος, πέρα από την κύρια λειτουργική απαίτηση που είναι να μεταφέρει και να τοποθετεί άθικτα τα αντικείμενα από το ένας μέρος στο άλλο, είναι να κινείται σε δυναμικό περιβάλλον και να αναγνωρίζει τον περιβάλλοντα χώρο. Εντοπίζοντας πού είναι τοποθετημένες συσκευές του σπιτιού, θα πρέπει να μπορεί να τις αποφεύγει, ώστε να μην υπάρχει κίνδυνος σύγκρουσης με άλλα αντικείμενα του χώρου. Επιπλέον, κρίνεται απαραίτητο να εκπαιδεύεται ώστε να μπορεί να επαναλαμβάνει εργασίες που έγιναν στον παρελθόν, να βοηθάει στο καθάρισμα του σπιτιού, καθώς επίσης να επικοινωνεί με τον χρήστη ώστε να ακολουθεί τις εντολές του και να τον ενημερώνει για το ποσοστό υλοποίησης της εργασίας. Μερικά παραδείγματα περιορισμών του συστήματος αφορούν το μέγεθος, το βάρος και το πλήθος των αντικειμένων που θα χειρίζεται, τον όγκο του καθώς επίσης και τον χρόνο λειτουργίας του. Συγκεκριμένα το σύστημα θα πρέπει να έχει τη δυνατότητα να ανυψώσει αντικείμενα έως 3kg, να μεταφέρει περισσότερα από ένα αντικείμενα αν αυτό χρειαστεί, να πιάνει αντικείμενα βασικών γεωμετρικών σχημάτων, ο όγκος του να μην ξεπερνά το 1 m³ και να λειτουργεί τουλάχιστον για μιάμιση ώρα, με μία φόρτιση. Ενδεικτικές μετρικές επίδοσης αφορούν την ταχύτητα μετακίνησης του 4

συστήματος, την ταχύτητα αναγνώρισης νέων αντικειμένων, την πληθώρα των αντικειμένων που συγκρατεί και το βαθμό κόπωσης του χρήστη ως προς την χρήση του συστήματος. 4 ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Πλεονέκτημα του Gribot είναι η πληθώρα των κινήσεων που μπορεί να εκτελέσει σε συνδυασμό με το εύρος των αντικειμένων που μπορεί να χειρίζεται. Ενδιαφέρον είναι το γεγονός ότι συμβάλλει στην καθαριότητα του σπιτιού κάτι στο οποίο τα άλλα ρομπότ υστερούν, μέσω ενός υποσυστήματος που διαθέτει. Ο χώρος χρήσης του συστήματος προορίζεται να είναι το εσωτερικό οικιακό περιβάλλον, αποκλείοντας περιβάλλοντα με αντιστάθμισες επιφάνειες. Πιο εκτενώς η πρότυπη κατοικία ορίζεται να είναι ευρύχωρη και προσαρμόσιμη σε αλλαγές που πιθανόν προκύψουν με την πάροδο του χρόνου. 5 ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ GRIBOT Το υπό σχεδίαση ρομπότ παροχής υπηρεσιών ονομάζεται Gribot και το όνομα του είναι εμπνευσμένο από τις λέξεις gripper (gri-pper) και robot (ro-bot) και φαίνεται στην διπλανή εικόνα. Απευθύνεται στην μέση εργαζόμενη νοικοκυρά, η οποία ανήκει στο 50 ο εκατοστημόριο του γυναικείου πληθυσμού και λόγω έλλειψης χρόνου, δυσκολεύεται να ανταπεξέλθει στις οικιακές εργασίες. Μια δεύτερη ομάδα ατόμων στην οποία απευθύνεται το συγκεκριμένο ρομπότ είναι τα εμποδιζόμενα άτομα, κυρίως ηλικιωμένοι, άτομα με ειδικές ανάγκες και έγκυες, οι οποίοι λόγω φυσικής κατάστασης αδυνατούν να εκτελέσουν εργασίες όπως είναι η ανάρτηση και η μεταφορά αντικειμένων. Εικόνα 2 : Gribot Εικόνα 1: Το υπό σχεδίαση ρομπότ παροχής υπηρεσιών Gribot. Για τον θεμελιώδη σχεδιασμό του ρομποτικού συστήματος χρησιμοποιήθηκαν συστήματα τα οποία κυκλοφορούν στο εμπόριο και πάνω στα οποία μπορεί να ξεκινήσει η πρωτοτυποποίηση του συστήματος. Τα βασικά του στοιχεία είναι μια κινητή ρομποτική πλατφόρμα, η οποία φέρει ένα ρομποτικό βραχίονα χαμηλού βάρους και μια αρπάγη με τρία δάκτυλα. Το κύριο υλικό κατασκευής του Gribot είναι το αλουμίνιο, το οποίο συμβάλει στην ελάττωση του συνολικού του βάρους, αν και χρησιμοποιείται και ανοξείδωτος χάλυβας πάνω από τις ρόδες του ρομπότ. Η παρούσα σχεδιαστική λύση στηρίζεται στον εργονομικό σχεδιασμό, με αποτέλεσμα το Gribot να έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε τα γυναικεία χέρια να φτάνουν την οριζόντια επιφάνεια τόσο όταν το άτομο βρίσκεται σε όρθια στάση, όσο και σε καθιστή. Για λόγους ευχρηστίας και εύκολης αλληλεπίδρασης του χρήστη με το 5

ρομποτικό σύστημα, το Gribot πρέπει να διαθέτει μια οθόνη αφής, ένα τηλεχειριστήριο και ένα σύστημα φωνητικής εντολής. Δια μέσω αυτών γίνεται καταχώρηση των εντολών στην μνήμη του συστήματος, καταχώρηση των άμεσων λειτουργιών στο τηλεχειριστήριο και απομακρυσμένη διαχείριση. Επιπλέον, γίνεται ενημέρωση της κατάστασης του συστήματος σχετικά με την διεκπεραίωση μιας εργασίας καθώς επίσης επιτυγχάνεται φυσική επικοινωνία και ανταπόκριση του συστήματος στις εντολές του χρήστη. 5.1 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ Το Gribot πρέπει να είναι ικανό να λειτουργεί αυτόνομα χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση, διαθέτοντας ένα πλήρως εξοπλισμένο σύστημα πλοήγησης. Σκοπός είναι η αποδέσμευση χρηστών αμαξιδίων από την παρουσία ενός τρίτου ατόμου, παρέχοντας ασφαλή λειτουργία. Βάση του θεμελιώδους σχεδιασμού του, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν τραπεζάκι εναπόθεσης αντικειμένων τόσο από τον ίδιο τον χρήστη όσο και από το ίδιο το σύστημα. Η κυριότερη λειτουργία του συστήματος αφορά την μεταχείριση των οικιακών αντικειμένων. Μέσω των αισθητήρων αφής που διαθέτει, το ρομπότ θα πρέπει να είναι ικανό να χειρίζεται αντικείμενα διαφόρων γεωμετρικών σχημάτων (κυλινδρικά, σφαιρικά, τετραγωνικά, ορθογώνια κτλ) και μετρίου βάρους με μεγάλη ευχέρεια, χωρίς να τα παραμορφώνει. Το εύρος των κινήσεων που μπορεί να εκτελέσει το ρομποτικό σύστημα ποικίλει από το πιάσιμο αντικειμένων που βρίσκονται στο πάτωμα έως το πιάσιμο αντικειμένων που βρίσκονται στο τελευταίο ράφι των ντουλαπιών της κουζίνας. Τέλος, το Gribot συμβάλλει στην καθαριότητα του σπιτιού μέσω μιας ηλεκτρικής σκούπας ρομπότ, η οποία είναι τοποθετημένη στο πίσω μέρος του ρομποτικού συστήματος και βγαίνει όταν δοθεί εντολή από τον χρήστη. 6 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Συμπερασματικά, στην εργασία αυτή παρουσιάστηκαν οι αρχικές φάσεις σχεδιασμού ενός οικιακού ρομπότ παροχής υπηρεσιών. Ύστερα από έρευνα που διεξήχθη στο κομμάτι των οικιακών εργασιών προσδιορίστηκαν οι ανάγκες του συστήματος και κατά πόσο αυτές καλύπτονται από υπάρχοντα πρωτότυπα συστήματα. Το αποτέλεσμα της έρευνας παρουσιάζεται στο τελευταίο κομμάτι και αποτελεί μια σχεδιαστική πρόταση. Ο σχεδιασμός του Gribot στηρίχθηκε σε υποσυστήματα τα οποία κυκλοφορούν στο εμπόριο και μια ιδέα της σύνθεσης αυτών των συστημάτων σε ένα παρουσιάστηκε σε αυτή την εργασία. Συνολικά το Gribot φαίνεται να εκπληρώνει τους στόχους του συστήματος, εκτελώντας εργασίες που μπορεί να εξελιχθούν επιβλαβείς για την κατάσταση ατόμων με προβλήματα υγείας και με αναπηρίες. Μελλοντική εργασία αποτελεί η κατασκευή ενός πρωτοτύπου του συστήματος και η δοκιμή του σε εργαστηριακές συνθήκες. Η δημιουργία φυσικού πρωτοτύπου είναι αναγκαία για να προσδιορισθούν παράμετροι οι οποίοι δεν μπορούν να εντοπισθούν κατά τον σχεδιασμό του συστήματος. Σε κάθε περίπτωση πάντως, κρίνεται απαραίτητη η ολοκλήρωση και η βελτίωση του λογισμικού του συστήματος ούτως ώστε να 6

επιτευχθεί η τελική αξιολόγηση του συστήματος με βάση τις σχεδιαστικές προδιαγραφές. 7 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Asahi Beerbot, (2007), Asahi Robocco, http://www.japantrends.com/asahirobocco-beerbot-beer-pouring-robot-available-to-buy/ Asimo, (2010), The World s Most Advanced Humanoid Robot, American Honda Motor Co. Inc., http://asimo.honda.com/insideasimo.aspx Care-O-bot III, (2009), Fraunhofer IPA, http://www.care-obot.de/english/cob3_software.php International Federation of Robotics (IFR), (2009), IFR Statistical Department, Executive Summary, World Robotics 2009 http://www.worldrobotics.org/ Information and Robot Technology Research Initiative (IRT), (2008), Home Assistant Robot, The University of Tokyo, http://www.irt.i.utokyo.ac.jp/news/pressrelease081024_e.pdf Lader D., Short S., Gershuny J., (2006), The Time Use Survey, 2005: How we spent our time, National Statistics, UK. ReadyBot, (2009), http://www.readybot.com/index.php?option=com_content&task=view&id=4&itemid=4 TWENDY-ONE, (2007), Sugano Laboratory, WASEDA University, http://twendyone.com/concept_e.html YASKAWA Electric Corporation, (2007), http://www.yaskawa.co.jp/en/topics/071128_01/index.html 7