Dissertação

{en_GB=Grasp Control with Tactile Feedback} {} APPROVED

{pt=O trabalho desta tese foca-se em controlar localmente uma mão robótica utilizando feedback tátil com o objetivo de completar um aperto estável. A mão robótica em questão pertence ao robot humanoide Vizzy. Nas opções atuais para interação das mãos robóticas com o ambiente é, tipicamente, utilizada uma arquitetura central em que o sistema principal atua na mão. Tais arquiteturas apresentam défices ao nível da rapidez de comunicação e, consequentemente, na ação-reação do controlo da mão. Uma solução local é então proposta. Esta consiste num modulo de hardware a ser colocado na zona dorsal da mão do Vizzy. O sistema central comunica os seus comandos para o modo local, e este, é responsável por controlar a mão. Para tal, este modulo incorpora uma arquitetura em camadas: alto e baixo nível. A camada de alto nível é responsável por interpretar os comandos do sistema principal, validá-los e, traduzi-los em trajetórias para a camada de baixo nível. Esta, por usa vez, de modo a fazer o sistema seguir as trajetórias desejadas, aplica controladores às variáveis do sistema. Controladores independentes para as diferentes partes de um aperto completo, sem contato e com contato, foram desenhados para tornar o sistema mais eficiente. Um controlador hibrido de força e posição é proposto para atuar a mão durante o contato com o objeto. Um controlador de velocidade é a alternativa escolhida para o controlo sem contato. Toda a arquitetura é implementada num simulador eletromecânico com o intuito de validar e afinar o desenvolvimento proposto. , en=This work focuses on locally control a robotic hand using tactile feedback in order to achieve a stable grasp. The hand in question belongs to the humanoid robot Vizzy. In the current options for robotic hand interaction with the environment, typically, a centralized architecture is used, in which the primary system directly actuates the hand. Such architectures present deficits in the speed of communications and, consequently, in the action-reaction grasp control. A local solution is then proposed. This solution consists of a hardware module in Vizzy's hand dorsal side. The primary system sends grasping commands to the local module, and this one is responsible for controlling the hand. The local module incorporates a layered architecture: high and low level. The high-level layer is responsible for validating and interpreting commands from the primary system and generating trajectories for the low-level to follow. The low-level layer makes the system follow the high-level trajectories and, for that, it applies controllers to the system variables. Independent controllers for the different parts of a complete grasp, contact and non-contact, were developed to build a more efficient system. Typically, only one variable is used when performing grasping control however, a hybrid controller, gathering force and position, is proposed to actuate the hand during contact. Speed control is the alternative for non-contact control. The complete architecture is implemented in an electromechanical system simulator, developed in Simscape, with the purpose to validate and tune all the development done. }
{pt=Aperto Robótico, Arquitectura em Camadas, Controlo de Alto Nível, Controlo de Baixo Nível, Modulo Local, Sensores Tácteis, en=Grasp Control, High Level Control, Layered Architecture, Low Level Control, Standalone module, Tactile Sensing}

Orientação

ORIENTADOR

José Alberto Rosado dos Santos Vitor

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Catedrático

ORIENTADOR

Alexandre José Malheiro Bernardino

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado