طريقة تجنب التصادم ثلاثية الأبعاد في الوقت الحقيقي لتعايش آمن بين الإنسان والروبوت

تم تقديم حل جديد لمشكلة تصادم الإنسان والروبوت الديناميكية ثلاثية الأبعاد. تم استخدام نماذج هندسية قائمة على الكرة للإنسان والروبوت نظراً لكفاءة حساب المسافة. تبحث خوارزمية تجنب التصادم عن مسارات خالية من التصادم عن طريق تحريك الأدوات النهائية على طول مجموعة من اتجاهات البحث المحددة مسبقاً. تُستخدم طريقة تحسين لاختيار اتجاه البحث الذي يوازن بين اقتراب الروبوت من موقع هدفه وزيادة المسافات بين نماذج الإنسان والروبوت. يتضمن التحسين التنبؤ بحركات الروبوت والإنسان لتقليل الآثار السلبية للاستجابة الزمنية غير الفورية للروبوت. يعتمد توقع الروبوت على نموذج دالة تحويل استجابة وقته التجريبي على مستوى المفاصل. يتم إجراء التنبؤ بالإنسان على مستوى الكرة باستخدام المتوسط المرجح للسرعات السابقة. يتجنب التنبؤ على مستوى الكرة الصعوبة التي تطرأ بسبب حركة الأطراف في اتجاهات مختلفة. بعد وصف خوارزمية تجنب التصادم، تم محاكاة إنسان يمشي نحو ذراع روبوت بومة متحرك. استخدمت بيانات الحركة الملتقطة لجعل حركة الإنسان واقعية. تم استخدام محاكاة مونت كارلو باستخدام 1000 مسار مشي عشوائي للإنسان يمر عبر مساحة عمل الروبوت لتقييم الخوارزمية. منعت الخوارزمية جميع التصادمات الناتجة عن الروبوت. الخوارزمية حتمية وفعالة بما يكفي للاستخدام في الوقت الحقيقي. على جهاز كمبيوتر Pentium IV بتردد 1.8 جيجاهرتز، تم تحقيق معدل أخذ عينات قدره 40 هرتز.