Роботы научились сварке у людей

Сварка с помощью робота Universal Robot UR-5. Скриншот видео
Сварка с помощью робота Universal Robot UR-5. Скриншот видео

Инженеры из Университета Кентукки усовершенствовали роботов-сварщиков. Теперь они могут учиться этому мастерству, копируя поведение людей.

В настоящее время существуют несколько видов сварки. В авиационной, энергетической и химической промышленности особенно распространена GTAW-сварка, или сварка вольфрамовым электродом в инертном газе. Слипание металлов происходит благодаря нагреву между электродом и обрабатываемой деталью с помощью электрической дуги. GTAW-сварка требует от оператора высокого мастерства, особенно если сварные детали отличаются тонкостью и сложной формой.

Для производителей, которые выпускают изделия небольшими партиями по индивидуальному заказу, нерентабельно использовать отдельных роботов для каждой промышленной операции. Поэтому такие производства нуждаются в «умных» роботах, которые смогут подстраиваться под различные задачи, контролировать и оптимизировать процесс сварки подобно рабочим. До сих пор промышленные роботы, которые использовались для GTAW-сварки, не обладали «интеллектом» либо обладали очень ограниченным.

Американские ученые поставили цель научить сварщиков-роботов перенимать опыт «живых коллег». Для этого использовали два рабочих места: реальное и виртуальное. На виртуальном рабочем месте сварщик-человек видел через камеру проекцию объекта для сварки и двигал виртуальной сварочной горелкой так, как он делал бы в реальной жизни. Датчики следили за движениями человека и передавали координаты на компьютер, который управлял роботом-сварщиком. Точность движений такого робота (Universal Robot UR-5) составляет 0,1 мм.

Всего было проведено тринадцать экспериментов для установления связи между движениями руки человека и изменениями поверхности свариваемых объектов — труб из нержавеющей стали.

Для обучения роботов-сварщиков ученые применили нейро-нечеткие системы ANFIS (нейросети, которые следуют алгоритму «если, то» и «учатся на ошибках»). В таких системах логическое управление и схема решений создаются автоматически из экспериментальных данных. Так как ANFIS может отличать верные действия от неверных, фильтруя данные о движениях человека (например, дрожание рук), роботы получали информацию только о правильных действиях сварщика.

В рамках данного исследования регуляторы роботов научились контролировать процесс GWAT-сварки с разными показателями сварочного тока и скорости. В дальнейшем исследователи планируют научить роботов менять такие параметры, как направление сварочной головки или длину дуги.

Исследование было опубликовано в журнале IEEE Transactions on Automation Science and Engineering.

Искусственный интеллект способен перенимать не только хорошие, но и плохие стороны людей, например склонность к предрассудкам. О том, как это происходит, читайте на «Чердаке».

Теги:

Читать еще на Чердаке: