A hybrid planning approach to robot construction problems
Robot yapım problemlerine hibrit planlama yaklaşımı
- Tez No: 534358
- Danışmanlar: DOÇ. DR. VOLKAN PATOĞLU, DOÇ. DR. ESRA ERDEM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 135
Özet
Çok sayıda otonom robotun kararlı yapılar oluşturmak için prefabrike bileşenleri yeniden düzenlediği robot yapımı problemlerini inceliyoruz. Robot yapım problemleri, inşaat endüstrisinde, istenilen yapıyı tasarlama, gerekli eylemleri planlama ve mevcut bileşenlerden yapı inşa etme gibi görevlerin robotlar tarafından yapılabileceği hayati bir rol oynayabilir. Robotik yapı özellikle afet bölgeleri veya insanların ziyaret etmesinin güvenli veya uygun olmadığı yerler gibi yerlerde faydalı olabilir. Bu güvenli olmayan veya ulaşılması zor yerlerde, çevreleyen malzemeleri kullanarak robotlar gerekli binalar, köprüler veya barınaklar inşa edebilir. Robot konstrüksiyon problemlerini planlama problemleri olarak görüyoruz: belli bir başlangıç konfigürasyonundan bazı hedef koşullarını sağlayan nihai bir sabit prefabrik objeler konfigürasyonu elde etmek için bir plan (yani bir dizi eylem). Bunlar problemler görev planlama perspektifinden zordur Çünkü önceden var olan yapının son tasarım, hareketli alt yapıların ön montajı ve fazladan blokların geçici destek olarak kullanılması veya inşaat sırasında ağırlıklar. Bu problemler zorlu Geometrik muhakemenin bakış açısı, ihtiyaç duydukları için Bir bloğun ulaşılabilirliğini sağlamak, çarpışmalarını önlemek için fizibilite kontrolü Bloklar ve karmaşık yapıların stabilitesini sağlamak. Cevap Kümesi Programlama ve son teknoloji ürünü fizibilite denetleyicilerini kullanarak bu zorlukların üstesinden gelmek için resmi bir karma planlama çerçevesi öneriyoruz. Bu çerçeve sadece yapının kararlı bir son konfigürasyonuna karar vermekle kalmaz, aynı zamanda yapının başlangıç konfigürasyonundan inşa edilmesi için birden fazla özerk robot için manipülasyon görevlerinin sırasını hesaplarken, kısmi yapının stabilitesini, desteklenmesini ve diğer istenen özelliklerini sağlarken Planın her aşamasında. Yaklaşımımızın faydasını köprü kurma ve çıkma senaryoları da dahil olmak üzere çok çeşitli robot yapım işlerinde ve silindirik olanlar da dahil olmak üzere farklı türde nesneler üzerinde göstermekteyiz. Yaklaşımımızın uygulanabilirliğini, iki yönlü bir Baxter robotu ile dinamik simülasyonlar ve fiziksel uygulamalar yoluyla kanıtlıyoruz.
Özet (Çeviri)
We study robot construction problems where multiple autonomous robots rearrange prefabricated components to build stable structures. Robot construction problems can play a vital role in construction industries where the tasks such as designing a desired structure, planning for the necessary actions, and constructing structures from available components can be performed by the robots. Robotic construction may especially be useful in places, such as disaster zones or the space, where it is not safe or feasible for humans to visit. In these unsafe or hard-to-reach places, robots can build necessary buildings, bridges or shelters using the surrounding materials. We view robot construction problems as planning problems: find a plan (i.e., a sequence of actions) to obtain a final stable configuration of prefabricated objects satisfying some goal conditions, from a given initial configuration. These problems are challenging from the perspective of task planning since they may need incorporation of preexisting structure into the final design, pre-assembly of movable substructures, and use of extra blocks as temporary supports or counterweights during construction. These problems are challenging from the perspective of geometric reasoning as well, since they need feasibility checks to ensure reachability of a block, to avoid collisions of blocks, and to ensure stability of complex structures. We propose a formal hybrid planning framework to address these challenges using Answer Set Programming, and state-of-the-art feasibility checkers. This framework not only decides for a stable final configuration of the structure, but also computes the order of manipulation tasks for multiple autonomous robots to build the structure from an initial configuration, while simultaneously ensuring the stability, supportedness and other desired properties of the partial construction at each step of the plan. We show the usefulness of our approach on a wide variety of robot construction tasks, including bridge building and overhang construction scenarios, and using different types of objects, including cylindrical ones. We demonstrate the applicability of our approach through dynamic simulations and physical implementations with a bi-manual Baxter robot.
Benzer Tezler
- Hierarchical reinforcement learning in complex wargame environments
Kompleks savaş oyunu ortamlarında hiyerarşik pekiştirmeli öğrenme
KUBİLAY KAĞAN KÖMÜRCÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NAZIM KEMAL ÜRE
- Bilişsel robotlar için öğrenme güdümlü sembolik planlama
Learning guided symbolic planning for cognitive robots
PETEK YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SANEM SARIEL TALAY
- Zamanın ve mekânın genişlemiş alanında bir kültürteknik: paralel projeksiyon
A cultural technique in the expanded field of time and space: parallel projection
MELEK KILINÇ
Doktora
Türkçe
2021
MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET TERCAN
- Hybrid planning for free climbing robots: Combining task and motion planning with dynamics and control
Serbest tırmanan robotlar için hibrit planlama: Görev ve hareket planlamanın dinamik ve kontrol ile birleştirilmesi
EMRE CEMAL GÖNEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VOLKAN PATOĞLU
PROF. DR. ESRA ERDEM
- İnsansız hava araçları için RRT ve YPA tabanlı hibrid ve yapay sinir ağı destekli genel yol planlamasının geliştirilmesi
Development of global path planning using hybrid and artificial neural network based on RRT and APF for unmaned aerial vehicles
AYHAN GÜLTEKİN
Doktora
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKocaeli ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR BECERİKLİ