Han planerar och kontrollerar robotars rörelser

Det är en stor utmaning att lära en robot mänskliga rörelsemönster. Samtidigt är det högst intressant eftersom sådana robotar kan ta sig fram i tuffa terränger. Pedro Xavier Miranda La Hera, Umeå universitet, har i sin avhandling analyserat metoder för att kunna planera och kontrollera en robots rörelser.

Robotar har haft en stor inverkan på vårt samhälle. Särskilt robotar som tillhör klassen manipulatorer. Det är robotar som liknar en arm, med överarm, underarm och handled. Avsikten är att de ska stå stilla och utföra sina uppgifter, till exempel måla bilar, svetsa och assistera medicinska operationer. Hjulförsedda robotar har andra typer av mekanismer som ger dem större rörlighet, men de blir ändå ofta begränsad till vissa terränger och underlag. Med inspiration från djur och människors rörelsemönster har forskare nyligen börjat studera en ny generation av robotar. Att ge robotarna ben skulle vara den bästa lösningen för att de ska kunna ta sig fram i tuffa terränger och okända miljöer.

I vissa av studierna används så kallade underaktuerade robotar. Sådana robotar har en eller flera passiva leder, som inte styrs av någon aktuator, till exempel en motor eller ett hydrauliskt system. Det ger dem en begränsad rörelsefrihet och det är därför svårt att utforma och kontrollera robotens rörelser. Samtidigt används underaktuerade robotar inom ett flertal olika tekniska tillämpningar, till exempel för de flesta luft-, vatten- eller undervattensfarkoster, men också till benförsedda robotar.

Ett särskilt problem som uppstår vid studier av underaktuerade system är att återskapa periodiska rörelser, till exempel att roboten ska kunna gå, springa och hoppa med hjälp av ben. Det är oklart vilka mekaniska principer som producerar dessa återkommande rörelser. Dessutom uppstår frågor om hur rörelserna kan kontrolleras med ett begränsat antal aktuatorer. Å andra sidan är robotsystem som kan utföra komplicerade uppgifter med få aktuatorer intressanta. De väger mindre, förbrukar mindre energi och är billigare att tillverka.

Pedro Xavier Miranda La Hera har i sin doktorsavhandling undersökt principer för att planera och kontrollera designen av underaktuerade mekaniska system, framför allt de periodiska rörelserna. Han har testat metoderna på en underaktuerad upp- och nedvänd pendel. Dessutom har han utvecklat modeller för tvåbenta robotar för att få dem röra sig på ett sätt som liknar gående människor.

Om disputationen
Tisdagen den 1 mars 20111 försvarar Pedro Xavier Miranda La Hera, institutionen för tillämpad fysik och elektronik, Umeå universitet, sin avhandling med titeln Underactuated Mechanical Systems: Contributions to trajectory planning, analysis, and control. Svensk titel: Underaktuerade mekaniska system: bidrag till rörelseplanering, analys och reglering.
Fakultetsopponent är filosofie doktor Ambarish Goswami, Principal Scientist, Honda Research Institute, California, USA.
Disputationen äger rum kl 9.00 i KB3A9, KBC-huset.

E-publikation av avhandlingen:
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-39719

För ytterligare information, kontakta gärna:
Pedro Xavier Miranda La Hera, institutionen för tillämpad fysik och elektronik
Telefon: 090 - 786 97 22
E-post: Xavier.Lahera@tfe.umu.se