Solution to the problem of designing a safe configuration of a human upper limb robotic prosthesis

На сегодняшний день остается актуальной разработка методов контроля позиционирования роботических манипуляторов с помощью систем технического зрения (СТЗ) с целью обеспечения безопасности пациентов и медицинского персонала при работе с медицинскими роботизированными реабилитационными устройствами. Целью исследования было разработать метод повышения безопасности применения роботизированных медицинских реабилитационных устройств путем разработки и апробации алгоритма расчета угловых положений роботизированных манипуляторов или роботических протезов, применяемых в восстановительном лечении и позволяющих воспроизвести естественную траекторию перемещения руки человека под контролем СТЗ. Дано описание роботизированного манипулятора, использованного при проведении исследований, представлены существующие подходы к расчету угловых положений приводов, а также описание предлагаемого алгоритма. Приведены сравнительные результаты работы предлагаемого алгоритма и существующих методов расчета угловых положений приводов роботизированных манипуляторов (роботических протезов) и предполагаемые направления для его доработки

Object manipulation by a humanoid robot via single camera pose estimation

Humanoid robots are designed to be used in daily life as assistance robots for people. They are expected to fill the jobs that require physical labor. These robots are also considered in healthcare sector. The ultimate goal in humanoid robotics is to reach a point where robots can truly communicate with people, and to be a part of labor force. Usual daily environment of a common person contains objects with different geometric and texture features. Such objects should be easily recognized, located and manipulated by a robot when needed. These tasks require high amount of information from environment. The Computer Vision field interests in extraction and use of visual cues for computer systems. Visual data captured with cameras contains the most of the information needed about the environment for high level tasks relative to the other sensors. Most of the high level tasks on humanoid robots require the target object to be segmented in image and located in the 3D environment. Also, the object should be kept in image so that the information about the object can be retrieved continuously. This can be achieved by gaze control schemes by using visual feedback to drive neck motors of the robot. In this thesis an object manipulation algorithm is proposed for a humanoid robot. A white object with red square marker is used as the target object. The object is segmented by color information. Corners of the red marker is found and used for the pose estimation algorithm and gaze control. The pose information is used for navigation to the object and for the grasping action. The described algorithm is implemented on the humanoid experiment platform SURALP (Sabanci University ReseArch Labaratory Platform)