Искусственный интеллект и технологии компьютерного зрения: ученые СКФУ разработали робота-манипулятора для работы на конвейере

В Северо-Кавказском федеральном университете разработали программу для робота-манипулятора, который может отбраковывать дефектные детали на конвейере. Ученые использовали технологию компьютерного зрения и алгоритмы искусственного интеллекта.

Ученые СКФУ подключились к решению задачи повышения точности и скорости работы созданного в Санкт-Петербургском Горном университете интеллектуального алгоритма. Данная технология имела целью выявлять дефектные детали на движущейся ленте конвейера в режиме реального времени. Программно-аппаратный комплекс, разработанный в СКФУ, позволяет качественно улучшить работу роботов-манипуляторов на предприятиях, где сейчас сотрудники совершают многократно повторяемые действия, и в условиях вредного производства.

– Разработки в области машинного интеллекта, особенно с целью оптимизации процессов на промышленных предприятиях, предполагают интеграцию высокотехнологичных решений. Эта задача особенно востребована в условиях цифровизации промышленного сектора. Уверен, что применение возможностей искусственного интеллекта и современных алгоритмов программирования позволит создавать автоматизированные линии в интересах экономики России, – подчеркнул ректор СКФУ Дмитрий Беспалов.

Ученые СКФУ доработали алгоритм работы робота, позволяющий оценить качество распознавания дефекта. В результате создан работоспособный комплекс, который может распознать дефектную деталь на конвейере. Далее робот забирает брак с конвейера. При этом наиболее ценным, считают авторы разработки, было использование искусственного интеллекта, так называемого машинного обучения, при котором автоматизированный механизм способен сам повышать качество и скорость работы.

На все манипуляции робота в условиях работы конвейера отводится на производстве ограниченное время. Проблемой для разработчиков была не только скорость обработки информации, но и задача повышения качества распознавания.

– Самым сложным было добиться стабильных показателей распознавания роботом дефектных деталей и обеспечить, чтобы время, отведенное на обработку одного объекта, было постоянным. В результате применения технологии компьютерного зрения удалось добиться высокой скорости на выполнение всех трех операций: распознать деталь, установить дефект детали, убрать деталь. Но разработка и тестирование единичного образца – достижимая задача, тестирование комплекса на промышленном конвейере потребовало новых креативных решений, – отметила доцент кафедры систем управления и информационных технологий СКФУ Карина Мартиросян.

Для создания алгоритмов управления роботов была использована платформа Arduino, которая позволяет наладить взаимодействие между системами компьютерного зрения и механикой робота. Разработка велась с использованием языка программирования Python, который решает задачи, связанные с распознаванием и обучением.

В результате авторы разработки создали программный код, использующий технологии компьютерного зрения. Созданная робо-рука и программное обеспечение к ней позволяют исключить человеческий фактор при монотонной работе на конвейере и могут повысить контроль качества выпускаемых изделий на предприятиях.

Итоги проведенного исследования были представлены на ежегодной конференции IEEE 2024 Conference of Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering в работе «Robotic Manipulator Software and Hardware Development Using Recognition Algorithms», а также опубликованы в статье.

Также ученые СКФУ создают роботизированную игрушку для детей с особенностями здоровья. Она поможет развивать двигательные функции ребенка и стимулировать речевое развитие. 

По вопросам сотрудничества в области разработки и реализации научных проектов в СКФУ можно обращаться в Центр трансфера технологий по телефону (8652) 33-05-56 или по адресу электронной почты innovation@ncfu.ru.