Bilateralno upravljanje gibanjem za apstrakciju i reprodukciju stvarne sile

Abstract

In recent years, skill preservation of an expert and skill education for young technical workers have been serious issues in medical and production fields. The best way which young technical workers learn the ripe skill is that an expert teaches them. However, unfortunately, experts have lessened in these years. So, if digital skill preservation like a haptic database is attained, it may become an innovative solution of the above problem. Thus, as the fundamental technology for development of the haptic database, this paper proposes abstraction and reproduction methods on bilateral control of real world force sensation, and reconstruction of real world environment as well. In the abstraction mode, a master-slave system is composed, and the action-reaction law is attained through bilateral control. Later, based on acceleration information, the force, position and velocity of both master and slave systems are estimated and obtained. In the reconstruction mode, an environmental model is reconstructed based on the obtained data from real-world. Next, by using reproduction mode on master side, the operator would feel the force sensation from the obtained environmental model. Here, the proposed system is able to store the bilateral real-world force sensation to a sensation database. Finally, the experimental results show the validity of the proposed method.Održavanje sposobnosti iskusnih operatera i uvježbavanje novih operatera postaje sve važnijim zadatkom u medicinskim i proizvodnim primjenama. Nove operatere najbolje uvježbavaju iskusni operateri, ali njih sve više nedostaje. Inovativno rješenje toga problema može biti pohranjivanje vještina iskusnih operatera u tzv. haptičku bazu podataka. U ovome se članku za razvoj haptičke baze podataka predlažu metode apstrakcije i reprodukcije stvarne sile u bilateralnom upravljanju te metoda rekonstrukcije udaljenoga stvarnoga prostora u kojemu djeluje prateći sustav. U apstrakcijskom načinu rada uspostavlja se bilateralno upravljanje između vodećeg i pratećeg sustava uz održavanje zakona akcije i reakcije između njih. Nakon toga estimiraju se sila, brzina i pozicija vodećeg i pratećeg sustava na temelju informacije o ubrzanju. U rekonstrukcijskom načinu rada rekonstruira se model udaljenoga stvarnoga prostora na osnovi podataka iz stvarnoga udaljenoga prostora. Na koncu, primjenom reprodukcijskog načina rada na strani vodećeg sustava operater bi trebao osjećati silu iz modela udaljenog prostora izgrađenog u rekonstrukcijskom načinu rada. Predloženi sustav omogućuje spremanje bilateralno prenošene sile u bazu podataka, što je potkrijepljeno eksperimentalnim rezultatima