A Holistic Approach to Human-Supervised Humanoid Robot Operations in Extreme Environments

Nuclear energy will play a critical role in meeting clean energy targets worldwide. However, nuclear environments are dangerous for humans to operate in due to the presence of highly radioactive materials. Robots can help address this issue by allowing remote access to nuclear and other highly hazardous facilities under human supervision to perform inspection and maintenance tasks during normal operations, help with clean-up missions, and aid in decommissioning. This paper presents our research to help realize humanoid robots in supervisory roles in nuclear environments. Our research focuses on National Aeronautics and Space Administration (NASA’s) humanoid robot, Valkyrie, in the areas of constrained manipulation and motion planning, increasing stability using support contact, dynamic non-prehensile manipulation, locomotion on deformable terrains, and human-in-the-loop control interfaces

Модуль розрахунку параметрів крокуючого робота з генератором аеродинамічної піднімальної сили

Пояснювальна записка дипломного проекту складається з п'яти розділів, містить 23 таблиці, 8 додатків, 37 рисунків та 25 джерел – загалом 100 сторінок. Об`єкт дослідження: розробка та створення алгоритмічного та програмного забезпечення модуля розрахунку параметрів крокуючого робота з генератором аеродинамічної піднімальної сили. Мета дипломного проекту: розроблення програмного забезпечення модуля розрахунку параметрів крокуючого робота з генератором аеродинамічної піднімальної сили. У сучасному світі динамічного розвитку технологій індустрії робототехніка стає незамінним та унікальним засобом вирішення різноманітних завдань не тільки на виробництві й у торгівлі, а й у таких сферах, як транспорт, охорона здоров’я, рятувальні операції, освіта, сільське господарство та військова сфера. Поєднуючи наукові досягнення в електроніці, механіці, кібернетиці, телемеханіці, мехатроніці, інформатики, а також радіотехніки і електротехніки, робототехніка стала закономірним інструментом сучасної виробничої ланки. Робототехніка (поряд з іншими проривними технологіями – штучним інтелектом, адитивними технологіями, біоенергетикою) є одним із найбільш зростаючих ринків. Якщо у 2017 р. ринок роботів у світі складав 39,3 млрд дол. (за іншими оцінками, 48 млрд дол), у 2018 р. він вже досяг показника 103 млрд дол., то до 2022 р. за прогнозами він сягне 210 млрд дол. (за більш радикально-оптимістичними прогнозами передбачається зростання до 498 млрд дол до 2025 р.). Ці дані підтверджує і стабільно висока динаміка зростання кількості проданих індустріальних роботів: якщо в 2012 р. було продано 159 тис. роботів, то у 2017 р. – 387 тис. одиниць. Магістерська дисертація присвячена розробці модуля генератора реактивної тяги для мобільного робота, а саме алгоритмічне та програмне забезпечення для обрахунку параметрів роботи мобільного робота з генератором реактивної тяги. Основними завданнями, що вирішувалися в процесі написання магістерської дисертації були: дослідження сучасного стану розвитку мобільних роботів довільної орієнтації, огляд аналогів та існуючих роботів, розробка САЕ системи, за допомогою якої будуть здійснюватися обчислення параметрів генератора реактивної тяги. Спроектовано програмне забезпечення для автоматизації обрахунку параметрів генератора аеродинамічної піднімальної сили. Інтерфейс даного застосунку зрозумілий та докладний, володіє додатковими функціями, такою як попередження про помилкові дані, можливість перегляду схеми. За результатами досліджень теми магістерської дисертації опубліковано статтю у міжнародному науковому журналі.The explanatory note of the diploma project consists of five sections, contains 23 table, 37 figures, 8 applications and 25 sources - a total of 100 pages. The object of study: development and creation of algorithmic and software module for calculating the parameters of a walking robot with a generator of aerodynamic lifting force. The aim of the diploma project: to develop the software of the module for calculating the parameters of a walking robot with a generator of aerodynamic lifting force. In today's world of dynamic technology in Industry, robotics is becoming an indispensable and unique means of solving a variety of challenges not only in manufacturing and trade, but also in areas such as transportation, healthcare, rescue operations, education, agriculture and the military. Combining scientific advances in electronics, mechanics, cybernetics, telemechanics, mechatronics, computer science, as well as radio engineering and electrical engineering, robotics has become a natural tool of modern production. Robotics (along with other breakthrough technologies - artificial intelligence, additive technologies, bioenergy) is one of the fastest growing markets. If in 2017 the robot market in the world was 39.3 billion dollars. (according to other estimates, 48 billion dollars), in 2018 it has already reached 103 billion dollars, then by 2022 it is projected to reach 210 billion dollars. (According to more radical-optimistic forecasts, it is expected to grow to $ 498 billion by 2025). These data are confirmed by the consistently high dynamics of growth in the number of industrial robots sold: if in 2012 159 thousand robots were sold, in 2017 - 387 thousand units. The master's thesis is devoted to the development of the module of the jet thrust generator for the mobile robot, namely the algorithmic and software for calculating the parameters of the mobile robot with the jet thrust generator. The main tasks to be solved in the process of writing a master's thesis were: study of the current state of development of mobile robots of arbitrary orientation, review of analogues and existing robots, development of SAE system, which will calculate the parameters of the thrust generator. The software for automation of calculation of parameters of the generator of aerodynamic lifting force is designed. The interface of this application is clear and detailed, has additional features, such as warning about erroneous data, the ability to view the scheme. According to the results of research on the topic of the master's dissertation, an article was published in an international scientific journal

INTER-ENG 2020

These proceedings contain research papers that were accepted for presentation at the 14th International Conference Inter-Eng 2020 ,Interdisciplinarity in Engineering, which was held on 8–9 October 2020, in Târgu Mureș, Romania. It is a leading international professional and scientific forum for engineers and scientists to present research works, contributions, and recent developments, as well as current practices in engineering, which is falling into a tradition of important scientific events occurring at Faculty of Engineering and Information Technology in the George Emil Palade University of Medicine, Pharmacy Science, and Technology of Târgu Mures, Romania. The Inter-Eng conference started from the observation that in the 21st century, the era of high technology, without new approaches in research, we cannot speak of a harmonious society. The theme of the conference, proposing a new approach related to Industry 4.0, was the development of a new generation of smart factories based on the manufacturing and assembly process digitalization, related to advanced manufacturing technology, lean manufacturing, sustainable manufacturing, additive manufacturing, and manufacturing tools and equipment. The conference slogan was “Europe’s future is digital: a broad vision of the Industry 4.0 concept beyond direct manufacturing in the company”