Akademik Veri Yönetim Sistemi
Şahin E. (Yürütücü), Kalkan S.
TÜBİTAK Projesi, 2021 - 2024
İşbirlikçi robotik manipülatörler, kısaca Kobotlar, insanlarla aynı ortamda güvenli bir şekilde çalışabilecek şekilde tasarlanmış olan yeni nesil robotlardır. Endüstriyel otomasyonu bir üst seviyeye çıkarması beklenen bu robotların, insanlardan izole edilmiş güvenlik kafeslerinin içinde çalışan alışılagelmiş endüstriyel robotik manipülatörlerin aksine, doğrudan insanlarla temas ve işbirliği içinde çalışarak üretim verimliliğini artırmaları beklenmektedir. Dünya çapındaki Kobot pazar büyüklüğünün 2020-2025 arasında 5 kat büyümesi (Statista, 2020) öngörülmektedir.
Kobotların, büyük endüstriyel montaj hatlarının işçilerle yanyana uzun süreler boyunca çalışmasının yanında, yoğun olarak orta ve küçük işletmelerde de sık değişen işlerde görev alması beklenmektedir. Bu bağlamda, KALFA projesi Kobotların montaj senaryolarında kullanımını kolaylaştıracak yapay zekâ metotlarını, ve bu robotların işçilerle beraber uyum ve verimli bir şekilde çalışmalarını destekleyecek insan-robot etkileşimi (İRE) yetilerini geliştirmeyi hedeflemektedir.
Önerilmekte olan proje, ?ÇIRAK: Montaj işçileri için uyumlu robot manipülatör desteği? projesinin devamı olarak tanımlanmıştır. `?[İ]şçinin montaj sırasında ihtiyacı olan parça ve aletleri zamanı geldiğinde ona uzatacak, ve kullanımı bitenleri yerlerine geri götürecek bir robot manipülatör sistemi geliştirmeyi?? hedefleyen ÇIRAK projesinde montaj planının robot tarafından bilindiği bir düzenekte, (i) montaj planının ve güncesinin gösterimi, (ii) insan işçi, masadaki nesne parçalarının ve aletlerin algılanması ve (iii) devam etmekte olan montajın plana uygunluğunun ve montaj hatasının bağlama göre tespiti problemleri üzerine odaklanılmıştı.
KALFA projesi, Kobotların montaj senaryolarında daha kolay olarak kullanılabilmesine ve beraber çalıştığı işçiyle daha uyumlu ve verimli etkileşimi desteklemesine yönelik üç ana konuya odaklanacaktır:
* Montaj planının otomatik çıkarılması: ÇIRAK projesinde, parçaların, hangi sırayla, hangi aletlerle ve hangi eylemlerle bir araya getirilmesi gerektiğini adım adım belirleyen bir montaj planı hazırlanıp kullanılmıştı. KALFA projesinde montaj planının, Kobotun benzetim ortamı içinde parçalarla etkileşim yaparak Pekiştirmeli Öğrenme yöntemiyle kendi kendine öğrenmesi ve bu sayede teknik becerisi düşük elemanlar tarafından Kobotların montaj senaryolarında kullanımını kolaylaştırması beklenmektedir.
* Nedensellik modeli kullanarak hata kaynağını belirleme: ÇIRAK projesi ve benzeri çalışmalar, montaj esnasında oluşan hataları daha önce tanımlanmış plana göre kıyaslayarak belirleyebilmekle beraber hataların kaynağını bulamamakta veya hataların tekrar etmemesi için atılması gereken adımların belirleyememektedir. KALFA projesinde montaj problemi için mevcut olan benzetim ortamında nesneler, aletler, etmenler ve aşamalar üzerinden yapısal nedensel model öğrenilip montaj planına uymayan bir anomali tespit edildiğinde, hataya neden olan etmenin belirlenmesi sağlanacaktır.
* Kobotlarda sözsüz insan-robot etkileşimi (İRE) yetilerinin geliştirilmesi: ÇIRAK projesinde, Disney'in animasyon prensiplerinin bir kısmının Kobota uygulanmasının İRE kalitesini artırdığını gösterilmişti. KALFA projesi, kavramsal kanıt olarak yapılan bu çalışmaları Kobotlarda tam bir sözsüz iletişim yetisi geliştirmek icin üç yönde ilerletecektir: (1) Disney'in animasyon prensiplerinin tamamının İRE kalitesini artırmak için nasıl uygulanabileceği degerlendirilerek, formal bir şekilde tanımlanacak ve Kobotlar üzerinde parametrize edilmiş `İRE-filtreleri? olarak gerçeklenecektir. (2) Montaj senaryoların işçide oluşan sözsüz iletişim ipuçlarının algılayacak metotlar geliştirilecektir. (3) işçide oluşan sözsüz iletişim ipuçları İRE-filtreleri ile ilintilendirilerek Kobot ile işçi arasındaki uyumu artıracaktır. Geliştirilecek metotlarin İRE kalitesine olan etkisi insan-robot deneyleri ile ölçülecektir.