Un nuovo approccio alla pianificazione di percorsi per manipolatori robotici a due bracci

Path-planning for dual-arm industrial robots is a problem that has recently come to attention because of the technology improvement. This Thesis provides a new approach to this topic, considering scenarios where human-robot interaction is possible. In particular, a centralized, probabilistically complete and safe-oriented algorithm for planning these paths is presented. Based on the previously introduced concept of Danger Field, the method allows the automatic generation of the arms' paths from an initial to a goal position; synchronous movements of a manipulator across these paths guarantee the absence of collisions with obstacles and between the two arms. Starting from this result, a completely new method is proposed whose goal is to make a desynchronization between the paths during their execution possible. The algorithm allows an almost completely decoupled assignment of the motion profiles to the paths limiting the synchronization to the strictly necessary. The algorithm has been validated through experiments on the ABB FRIDA concept robot; some results are shown.

La pianificazione dei percorsi per manipolatori industriali dotati di due bracci è un problema delicato, diventato solo da pochi anni argomento di ricerca, dato il recente sviluppo della tecnologia. In un'ottica in cui la cooperazione tra manipolatori di questo tipo e esseri umani sarà possibile, questa Tesi propone un nuovo approccio all'argomento. In particolare è presentato un nuovo algoritmo centralizzato per la pianificazione dei suddetti percorsi, probabilisticamente completo e orientato alla sicurezza. Basato sul concetto di Danger Field, precedentemente introdotto in letteratura, il metodo permette di generare in modo automatico per i bracci del manipolatore due cammini da una posizione iniziale a una finale, che, se percorsi in modo sincrono, garantiscono l'assenza di collisioni con l'ambiente e tra i bracci. A partire da questo risultato viene successivamente proposto un metodo completamente nuovo, volto a permettere la realizzazione in fase di controllo di una desincronizzazione nel moto dei due bracci. Grazie a questo algoritmo risulta possibile un assegnamento disaccoppiato delle due leggi orarie ai percorsi calcolati per i bracci, senza che ciò comporti in alcun modo il rischio di collisioni e limitando al minimo la necessità di imporre una sincronia nel moto. Gli algoritmi sono stati implementati sul concept robot ABB FRIDA; si riportano al termine alcuni risultati delle prove effettuate.