Laboratorul de Cercetare Realitate Virtuală şi Robotică

Transcription

1 Laboratorul de Cercetare Realitate Virtuală şi Robotică Domenii de activitate, obiectivele cercetării Realitate virtuală şi augmentată, aplicații în inginerie, medicină şi artă Sisteme avansate de navigare şi tehnologii pentru vehicule rutiere autonome şi roboți Robotică avansată pentru producţie, roboți mobili, rețele și robotică cooperativă Cuvinte cheie CAD, CAE, CAM, tehnologia vehiculelor, realitate virtuală, vehicule autonome, mecatronica autovehiculelor, Profilul echipei de cercetare Echipa de cercetare a fost înființată în anul 2002 ca rezultat a două granturi importante de cercetare de tip Fifth Framework Programme (FP5) finanțate de Comunitatea Europeană (IRMA și ADEPT) câştigate de o echipă de cercetare a Departamentului de Design de Produs și Robotică condusă de profesorul Doru Talabă. Aceste granturi au oferit echipei primele elemente de infrastructură precum şi oportunități de cooperare internațională care, din acel moment, a fost într o permanentă dezvoltare. Astfel, a fost posibilă crearea laboratorului de cercetare în domeniul Realității virtuale şi CAD CAE după modelul centrelor de excelență Europene dezvoltate în cadrul programului FP5, capabile să participe în competițiile Europene de C&D. În anul 2004 a fost înființat laboratorul de cercetare RRV prin fuzionarea grupului de cercetare deja existent cu grupul de cercetare în Robotică condus de către prof. Gheorghe Mogan. Începând cu anul 2004, grupul de cercetare a dezvoltat o infrastructura remarcabilă, care a devenit o referință la nivel național și chiar la nivel european, utilizând exclusiv fonduri atrase prin granturi și contracte. Echipa relativ mică, animată de către 6 cadre didactice între care trei conducători de doctorat care au condus în permanență mai mult de 12 doctoranzi şi 2 3 post doctoranzi, a atras şi a investit în infrastructură de cercetare şi echipament, în ultimii ani, mai mult de 3 milioane de Euro. Produse C&D, brevete, cazuri de utilizare 1. Talabă D., Butnaru T. Sistem haptic pentru generarea returului de forţă combinat kinestetic şi tactil. Brevet OSIM A0, 2010

2 Acest dispozitiv haptic a fost dezvoltat în cadrul laboratorului de cercetare RRV şi este unul dintre cele mai uşoare exoschelete ale mâinii la nivel mondial. Dispozitivul este capabil să exercite forțe de maxim 0,7N pe fiecare deget, ceea ce este suficient pentru o gamă largă de aplicații, inclusiv reabilitarea şi în scopuri de formare profesională. 2. Talabă D., Antonya Cs., Gîrbacia F. Sistem de realitate augmentată pentruprototipare virtuală cu retur haptic, Brevet OSIM A0, 2010 Invenția se referă la un sistem de realitate augmentată, pentru testarea virtuală a unor prototipuri virtuale. Sistemul cuprinde o celulă integrată, cu interfață multimodală omcalculator, care facilitează operații de input/output cu un sistem computerizat pe multiple canale senzoriale: vizual şi haptic, pentru output, şi tracking, pentru input, în care afişarea informațiilor pe cale vizuală se realizează prin tehnici de realitate augmentată. Proiecte naţionale şi internaţionale finalizate şi în curs de derulare 1. Project IREAL Interfaţă cu retur haptic pentru prototiparea virtuală în mediu imersiv Proiectul IREAL a fost finanțat de către Consiliul Național al Cercetarii Ştiințifice din Învățământul Superior (CNCSIS) între anii cu suma de RON. Proiectul isi propune explorarea facilitatilor de prezentare a rezultatelor analizelor CAE utilizand sisteme imersive cu retur haptic. Aplicatiile principale constau in prototiparea virtuala a sistemelor mecanice actionate direct de catre operatorul uman de exemplu sistemele mecanice de comanda dintr un automobil (schimbatorul de viteze, semnalizatorul de directie, pedala ambreiajului, volanul etc). Concept inovator pentru prototipare virtuală Echipament haptic pentru blocul de semnalizare auto Proiectul a demonstrat fezabilitatea conceptului propus de prototipare haptică. Acest proiect a sprijinit desfăşurarea activității a doi studenți doctoranzi pe parcursul pregătirii tezei: Hunor Erdely (în prezent angajat la LMS International în Leuven Belgia) şi Florin Gîrbacia (în prezent şef lucrări la Universitatea Transilvania din Braşov).

3 Prof. Doru Talaba Coordonator proiect, Prof. Csaba Antonya dr. Florin Girbacia dr. Hunor Erdelyi 1. Proiect PROROB Programarea cognitivă a roboţilor din celulele flexibile de fabricaţie (coordonator prof. Gheorghe Mogan). În cadrul celor trei etape ale proiectului PROROB, finanțat cu suma de lei de CNCSIS, în perioada conform obiectivelor propuse s au dezvoltat cercetări, cu precădere, legate de subproblemele de percepție şi de planificare a sarcinilor şi traiectoriilor roboților; învățarea şi programarea roboților mobili care au intervenții de manipulare în medii reale şi virtuale; comunicarea verbală cu roboții precum şi conducerea autonomă a vehiculelor de transport intern. Cercetările dezvoltate în cadrul acestui proiect s au derulat în cadrul programelor a patru teze de doctorat: Învățarea roboților mobili pentru deplasare şi manipulare în medii industriale dr. ing. Mihai Duguleana; Contribuții la programarea prin demonstrare a roboților industriali din celulele flexibile de fabricație dr. ing. Stoica Mihai; Interacțiunea verbală cognitivă cu roboții mobili industriali drd. ing. Tudor Topoleanu; Cercetări teoretice şi experimentale privind autovehiculele autonome dr. ing. Robert Gall. Comunicarea prin voce cu roboţii Vehicul autonom intern Învăţarea roboţilor Prof. Gheorghe Mogan (coordonator proiect) mogan@unitbv.ro Dr. Mihai Duguleană Dr. Robert Gall Drd. Sabin Topoleanu Drd. Alina Panfir

4 3. Proiect INCOGNITO Interactiunea cognitiva om mediu virtual Proiectul INCOGNITO a fost finanțat de către Consiliul Național al Cercetarii Ştiințifice din Învățământul Superior (CNCSIS) între anii cu suma de RON. Urmărirea mişcărilor ochilor şi programarea robotului Manipulare virtuală Proiectul isi propune dezvoltarea unui sistem cognitiv de simulare a interactiunii om produse virtuale, in asa fel incat interactiunea sa fie cat mai naturala din punct de vedere al returului vizual haptic şi să ia în considerare factorul uman. Aplicațiile principale care sunt vizate prin acest motor cognitiv de simulare sunt prototiparea virtuala a sistemelor mecanice (mecanisme) si dezvoltarea unui mediu de proiectare in realitate virtuala. in aceste aplicatii returul de forta, ca modalitate de interactiune joaca rolul crucial, iar cand vine vorba despre evaluarea formelor, mediul virtual total imersiv, personalizat si adaptat cerintelor individuale este hotărâtor. Acest proiect a sprijinit activitățile a doi studenți doctoranzi pe parcursul pregătirii tezei: Florin Bărbuceanu (în prezent angajat la Route 66) and Mădălina Dascălu (în prezent angajată la Ipsos Interactive Services). Prof. Csaba Antonya (coordonator proiect), Prof. Doru Talaba, dr. Florin Bărbuceanu, dr. Mădălina Dascălu Prof. Csaba Antonya antonya@unitbv.ro dr. Florin Bărbuceanu dr. Mădălina Dascălu 4. Project CHANCE Brahiterapia asistata robotic, o abordare inovativa în terapia cancerelor inoperabile (coordonat de Universitatea Tehnică din Cluj Napoca, Responsabil RRV s.l.dr.ing. Silviu Butnariu) Proiectul CHANCE este finanțat de către Consiliul Național al Cercetarii Ştiințifice din Învățământul Superior (CNCSIS) între anii cu suma de RON (UTBv RON). Consorțiul propune o abordare minimală invazivă în cazul intervențiilor prin metoda de brahiterapie, în vederea obținerii unor soluții viabile pentru tratamentul paciențior afectați de cancer în cazuri considerate inoperabile sau când

5 starea generală a acestora nu permite alte tipuri de tratamente agresive. Procedura de segmentare utilizând aplicaţii software dedicate Echipa Universității Transilvania are ca scop generarea modelului 3D al corpului uman utilizând proceduri de segmentare, pornind de la fişierele de tip DICOM (Computer Tomograf) ale pacienților şi stabilirea unor traiectorii corecte ale acelor de brahiterapie. Dr. Silviu Butnariu (responsabil RRV), Prof. Doru Talaba, Prof. Gheorghe Mogan, Prof. Csaba Antonya, dr. Florin Gîrbacia, dr. Butilă Eugen, dr. Andreea Beraru, drd. ing. Horațiu Moga dr.silviu Butnariu butnariu@unitbv.ro drd. Horațiu Moga dr. Eugen Butilă dr. Andreea Beraru 5. Proiect EXORAS Nou sistem haptic de tip exoschelet pentru robotică și automatică spaială (coordonat de Universitatea Tehnică din Cluj Napoca, Responsabil RRV s.l.dr.ing. Silviu Butnariu). Proiectul EXORAS este finanțat de către Agenția Spațială Română (ROSA) între anii cu suma de RON (UTBv RON). Obiectivul general este dezvoltarea cercetării fundamentale şi aplicative în vederea obținerii unor produse şi tehnologii din domeniul IT şi mecatronică robotică. Rolul echipei UTBv este de a dezvolta aplicațiile software ale roboților şi testarea în mediul virtual. Exoschelet pentru braţ cu 4 DOF Proiectul urmărește să dezvolte consolidarea capacităților la nivel național și să stimuleze participarea României la misiuni și programe spațiale internaționale în special ESA, în domeniul de explorări robotizate. Impactul urmărit este dezvoltarea un nou exoschelet cu retur haptic pentru brațul uman pentru a putea fi utilizat în explorările robotizate în spațiu.

6 Dr. Silviu Butnariu (responsabil RRV), Prof. Doru Talaba, Prof. Gheorghe Mogan, Prof. Csaba Antonya, dr. Florin Gîrbacia, drd. Horațiu Moga dr.silviu Butnariu Publicaţii reprezentative ale membrilor laboratorului de cercetare (selecţie) 1. D Talabă, Cs Antonya. Virtual prototyping of mechanical systems with tool mediated haptic feedback. Engineering With Computers (London). 11/2012; 0.74 Impact Factor 2. C C Postelnicu, D Talabă. P300 based Brain Neuronal Computer Interaction for Spelling Applications. IEEE transactions on bio medical engineering. 11/2012; 2.15 Impact Factor 3. C C Postelnicu, F Girbacia, D Talabă. EOG based visual navigation interface development. Expert Systems with Applications. 09/2012; 39(12): Impact Factor 4. D Talabă. The angular capacity of spherical joints used in mechanisms with closed loops and multiple degrees of freedom. Robotics and Computer Integrated Manufacturing. 05/2012; 1.17 Impact Factor 5. H. Erdelyi, D Talabă. Virtual prototyping of a car turn signal switch using haptic feedback. Engineering With Computers (London). 01/2010; 26:99 110, 0.74 Impact Factor 6. H Erdelyi, D Talabă. A novel method for the dynamic synthesis of cam mechanisms with an imposed driving force profile. P IMechEng Journal of Mechanical Engineering Science 01/2010; Impact Factor 7. M Duguleană, F G Barbuceanua, A Teirelbarb, G Mogan. Obstacle avoidance of redundant manipulators using neural networks based reinforcement learning. Robotics and Computer Integrated Manufacturing, Volume 28, Issue 2, April 2012, Pages , 1,17 impact factor. Contact Nume: Prof.dr.ing. Gheorghe Mogan Funcție: Director al Laboratorului de Cercetare E mail: mogan@unitbv.ro web: Tlf: Fax: Adresa: Colina Universității, corpul G