Geri Dön

Teleoperation of a biomimetic squid robot's arms via multiple haptic interfaces

Biomimetik mürekkepbalığı robotunun kollarının çoklu haptik arayüzlerle teleoperasyonu

PDF İndir

  1. Tez No: 726754
  2. Yazar: HAZAL EMET
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET İSMET CAN DEDE
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 119

Özet

Biomimetic robot systems have captured the attention of researchers for the past two decades. Along with biomimetic systems, the implementation of soft robotic arms has emerged and studied. Teleoperation of such biomimetic soft robots, i.e., a biomimetic squid robot, is still an open area of research. This study aims to initiate the development of a teleoperation system, which has multi-master multi-slave with dissimilar master-slave kinematics, to be adapted for the operation of an underwater biomimetic squid robot. The communication between the slave robot which is the biomimetic squid robot's soft arms and the master system on the ground is estimated to have limited bandwidth. To overcome this problem, model-mediation technique is selected to be adapted. The abstract information received from the slave side is used for regenerating the slave environment on the master side. The human operator uses two haptic devices to manipulate 4 soft arms of this biomimetic robot via interacting with this regenerated model on the master side. The models of the biomimetic robot's soft arms are developed by using constant-curvature approach. Biyomimetik robot sistemleri, son yirmi yıldır araştırmacıların dikkatini çekmektedir. Biyomimetik sistemlerle birlikte yumuşak robot kollarının uygulaması ortaya çıkmıştır ve incelenmektir. Bu tür biyomimetik yumuşak robotların, bir biyomimetik kalamar robotunun teleoperasyonu hala açık bir araştırma alanıdır. Bu çalışma, bir sualtı biyomimetik kalamar robotunun operasyonu için uyarlanacak, farklı ana sistem-bağımlı sistem kinematiğine ve çoklu ana sistem ve çoklu bağımlı sistem özelliğine sahip bir teleoperasyon sisteminin geliştirilmesine ilk adım oluşturmayı amaçlamaktadır. Biyomimetik kalamar robotunun yumuşak kolları olan bağımlı robot ile karada bulunan ana sistem arasındaki iletişimin sınırlı bant genişliğine sahip olduğu tahmin edilmektedir. Bu sorunun üstesinden gelmek için model-aracılı teleoperasyon tekniği uyarlanmak üzere seçilmiştir. Bağımlı sistem tarafından alınan yalın bilgi, ana sistem tarafında bağımlı sistem ortamını yeniden oluşturmak için kullanılmaktadır. İnsan operatör, bu biyomimetik robotun 4 yumuşak kolunu ana sistem tarafındaki bu yenilenen modelle etkileşime girerek manipüle etmek için iki haptik cihaz kullanmaktadır. Biyomimetik robotun yumuşak kollarının modelleri, sabit eğrilik yaklaşımı kullanılarak geliştirilmiştir. Bu çalışma, teleoperasyon başlatılmadan önce ideal olarak alınan sinyal ile bağımlı sistem tarafının yenilenmesinin önceden tamamlanmış olması anlamında sınırlı olmakla birlikte, iki haptik cihazla 4 yumuşak kolun teleoperasyonu araştırılmıştır. Denekler üzerinde 4 farklı kontrol stratejisi formüle edilmiş ve değerlendirilmiştir. Deneklerin performansları, görev tamamlama süreleri, doğrulukları ve anket cevaplarından alınan geri bildirimlere göre değerlendirilmiştir. Yapılan temel araştırma, teleoperasyon sistemlerinin ergonomik kullanımına yöneliktir. Haptik geribildirimin telebulunma üzerindeki etkisini anlamak için ikincil bir değerlendirme yapılmıştır. Değerlendirme sonuçları, dokunsal geribildirimin telebulunmayı iyileştirdiğini açıkça göstermektedir. Konumdan konuma eşleme, konumdan hıza eşlemeye göre daha kötü doğrulukla daha kısa görev tamamlama süreleri üretmiştir.

Özet (Çeviri)

Biomimetic robot systems have captured the attention of researchers for the past two decades. Along with biomimetic systems, the implementation of soft robotic arms has emerged and studied. Teleoperation of such biomimetic soft robots, i.e., a biomimetic squid robot, is still an open area of research. This study aims to initiate the development of a teleoperation system, which has multi-master multi-slave with dissimilar master-slave kinematics, to be adapted for the operation of an underwater biomimetic squid robot. The communication between the slave robot, which is the biomimetic squid robot's soft arms, and the master system on the ground is estimated to have limited bandwidth. To overcome this problem, the model-mediation technique is selected to be adapted. The abstract information received from the slave side is used for regenerating the slave environment on the master side. The human operator uses two haptic devices to manipulate the four soft arms of this biomimetic robot via interacting with this regenerated model on the master side. The models of the biomimetic robot's soft arms are developed by using the constant-curvature approach. While this study is limited in the sense that the slave side regeneration is previously completed on an ideally received signal even before the teleoperation is initiated, the teleoperation of 4 soft arms with two haptic devices is investigated. 4 different control strategies are formulated and evaluated on test subjects. The performances of the test subjects are evaluated based on their task completion duration, accuracy, and feedback received from their questionnaire answers. The primary investigation conducted is for the ergonomic use of teleoperation systems. Another evaluation is carried out to understand the influence of haptic feedback in telepresence. The evaluation results clearly indicate that the haptic feedback has improved the telepresence. The position-to-position mapping produced shorter task completion durations with worse accuracy relative to the position-to-velocity mapping.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    831990

    Implementation of a real-time teleoperation system for the control of a robotic squid

    Bir robotik mürekkepbalığının kontrolü için gerçek-zamanlı bir teleoperasyon sisteminin uygulanması

    HASAN CEZAYİRLİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET İSMET CAN DEDE

  2. Tez No

    129259

    Teleoperation of a robot arm using haptic interface

    Dokunmalı arayüz kullanarak bir robotun uzaktan kumanda edilmesi

    YUSUF MUTLUTÜRK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2002

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi Üniversitesi

    Sistem ve Kontrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OSMAN TÜRKAY

  3. Tez No

    563850

    Augmented reality-based model-mediated teleoperation: A mobile telerobot case study

    Artırılmış gerçeklik temelli model aracılı teleoperasyon: Bir mobil telerobot çalışması

    NİHAT ÇAĞHAN KİRİŞCİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET İSMET CAN DEDE

  4. Tez No

    672555

    İşbirlikçi robotların haptik arayüzlerle teleoperasyonu

    Haptic teleoperation of cooperating robots

    ÖMER FARUK ARGIN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU

  5. Tez No

    106375

    İnternet üzerinden robot kontrolü

    Robot control via internet

    AYDIN MELEK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2001

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. M. ORUÇ BİLGİÇ

Geri Dön