Robotsko pregledovanje in manipulacija tekstila in tkanin (RTFM)

Manipulacija tekstila in tkanin oz. blaga je pomembno področje robotskih raziskav z aplikacijami tako v industriji kot v domovih. Vendar pa je napredek pri robotski manipulaciji takih deformabilnih predmetov zaostal za napredkom manipulacije togih predmetov zaradi veliko bolj zapletene dinamike in konfiguracijskega prostora. V tem projektu bomo uporabili nove, napredne metode globokega učenja in prenosa simulacije v realnost za reševanje praktičnega in obstoječega problema robotskega pregledovanja in manipulacije tekstila in tkanin. Nadgradili bomo najsodobnejše metode zaznavanja/pregledovanja ter robotske manipulacije tekstila in blaga ter premostili tehnološko vrzel, ki onemogoča avtomatizacijo tovrstnega ravnanja z materiali. Tehnološki napredek bomo demonstrirali na stopnji tehnološke zrelosti TRL 4 – tehnologija, prikazana v laboratoriju. Rezultati tega projekta bodo osnova za potencialne prihodnje, aplikativne izvedbe, ki bodo povečale konkurenčnost slovenskih in evropskih podjetij, ki se ukvarjajo s proizvodnjo in logistiko izdelkov iz blaga in tekstila. Povpraševanje po avtomatizaciji in robotizaciji logističnih procesov, ki vključujejo kose iz tekstila in tkanin je veliko in pričakuje se, da se bo zaradi širitve spletnega e-poslovanja celo močno povečalo. Kljub gospodarski privlačnost pa obstaja ovira, ki zavira uporabo robotov v aplikacijah, ki se ukvarjajo s tekstilom in tkaninami, ker stanje tehnologije na tem področju še ni pripravljeno in zahteva nadaljnje temeljne raziskave. Za učinkovito uporabo ciljno usmerjene robotske manipulacije tekstila in blaga je treba rešiti tri ključne probleme: 1) zaznavanje, karakterizacija in pregledovanje takih predmetov, 2) ciljno usmerjena manipulacija takih predmetov iz enega stanja v drugo in 3) načrtovanje zaporedja stanj, ki dosežejo ciljno stanje takih deformabilnih objektov. V okviru projekta bomo reševali naštete probleme 1) Razvili bomo vizualni sistem, ki omogoča segmentacijo, karakterizacijo in pregled manipuliranega tekstila/tkanine. Temeljil bo na robustni večmodalni segmentaciji na osnovi globokega učenja in zaznavanju ključnih točk, pomembnih za prijemanje ter na nenadzorovanem učenju za odkrivanje napak. 2) Razvili in prikazali bomo učinkovito ciljno usmerjeno manipulacijo tekstilov/tkanin. To bomo doseženo z učenjem ustreznih načinov gibanja, kjer bomo za učenje uporabili napredno globoko ter spodbujevano učenje v simulaciji in v resničnem svetu, metode simulacija-resničnost in učili nove, celostne nevronske mreže od vida do gibanja 3) Razvili bomo metode za načrtovanje (planiranje) zaporedja dejanj, ki temeljijo na novi predstavitvi stanja kosa tekstila oz. blaga. Uporabljal se bo za generiranje grafov stanj, kjer bo vsaka povezava predstavljala prehod med stanjema vključno s potrebno robotsko akcijo za izvedbo takega prehoda. Za prikaz tehnološkega napredka bomo implementirali dvoročno robotsko celico za logistiko blaga in tekstila na nivoju tehnološke zrelosti TRL4. Celica bo zaznavala, gladila, pregledovala in zlagala kose tekstila – oblačil oz. blaga v želeno, ciljno zloženo stanje. Demonstracija bo zajemala vse glavne vidike manipulacije ter zaznavanja oz. pregledovanja tekstila. Projektni konzorcij sestavljata raziskovalni skupini, ki sta dobro znani na svojih področjih in sta v preteklosti že uspešno delovali na tem področju ter sodelovali. Skupaj imamo znanje in izkušnje, da poskrbimo za napredek stanja tehnike na področju robotskega pregledovanja in manipulacije tekstila in tkanin.