Σχεδιασμός χειρισμού για ένα υποεπενεργούμενο ρομποτικό χέρι που εκτελεί ανθρωπομορφικές κινήσεις - Τραχανά, Ζωή (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου, 2016)
Στη σύγχρονη εποχή, όπου η ανάπτυξη και χρήση κάθε είδους ρομποτικών μηχανισμών έχει εισχωρήσει στην ανθρώπινη καθημερινότητα και την παγκόσμια οικονομία, το ενδιαφέρον έχει αναμφίβολα στραφεί στην εξέλιξη ρομποτικών χεριών και παράγωγών τους, στοχεύοντας στην επίλυση πολυσύνθετων προβλημάτων σε τομείς ζωτικούς όπως αυτοί της βιομηχανίας, οικιακής χρήσης ακόμη και στη χρησιμοποίησή τους από άτομα με αναπηρίες ως προσθετικά χέρια. Οι σύγχρονοι ερευνητές παγκοσμίως εστιάζουν την προσοχή τους στην δημιουργία και εξέλιξη κατάλληλων τεχνικών σχεδιασμού και υλοποίησης αλγορίθμων λαβής και χειρισμού αντικειμένων από επιδέξια ρομποτικά χέρια. Σε μαθηματικό υπόβαθρο, το πρόβλημα του χειρισμού αντικειμένων είναι ένα ιδιαίτερα περίπλοκο και πολυμεταβλητό σύστημα παραμέτρων, το οποίο δύναται να περιέχει τόσο τη δυνατότητα του συγκεκριμένου χεριού -σε όρους σχεδίασης και κινηματικών χαρακτηριστικών- όσο και τους περιορισμούς τόσο του περιβάλλοντος που πραγματοποιείται ο χειρισμός αλλά και τα χαρακτηριστικά του αντικειμένου το οποίο καλείται να χειριστεί το ρομποτικό χέρι. Ο εκάστοτε ερευνητής καλείται να συνδέσει το σύνολο αυτών των παραμέτρων με τρόπο τέτοιο ώστε να είναι σε θέση να εγγυηθεί την επιτυχία του χειρισμού του αντικειμένου και, ταυτόχρονα, να αποκλείσει κάθε πιθανότητα ατυχήματος. Σε αυτή την κατεύθυνση, αυτή η διπλωματική εργασία εστιάζει στο σχεδιασμό και την ανάπτυξη τεχνικής χρήσης ενός υποεπενεργούμενου ρομποτικού χεριού σε όρους που προσομοιάζουν την ανθρώπινη κίνηση (ανθρωπομορφισμός) και στην ανάπτυξη ενός αλγορίθμου κατάλληλου να εκτελέσει πειράματα χειρισμού αντικειμένων. Στο πρώτο μέρος της εργασίας, παρουσιάζεται η τεχνική χρήσης ενός υπάρχοντος υποεπενεργούμενου ρομποτικού χεριού με τρόπο τέτοιο ώστε να κινείται με τρόπο που να μοιάζει με τον ανθρώπινο. Αυτό καθίσταται εφικτό με την κατάλληλη συλλογή ανθρώπινων δεδομένων, την ανάλυση τους με στατιστικές μεθόδους και την εφαρμογή τους σε ένα δεδομένο ήδη υπάρχον ρομποτικό χέρι μέσω κατάλληλων αλγορίθμων, αποδεικνύοντας τη συσχέτιση του τρόπου κίνησης των δύο χεριών. Το δεύτερο μέρος προτείνει και αναλύει σε βάθος έναν καινοτόμο αλγόριθμο για την πραγματοποίηση πειραμάτων χειρισμού αντικειμένων. Με κατάλληλες μεθόδους, ο αλγόριθμος επιτυγχάνει το επιθυμητό πείραμα, λαμβάνοντας υπόψη υπάρχοντες περιορισμούς που σχετίζονται με τη φύση του πειράματος και εξυπηρετώντας συγκεκριμένα και αυστηρά επιλεγμένα ποιοτικά κριτήρια. Ακολουθεί μια λεπτομερής παρουσίαση των αποτελεσμάτων με προσομοιωτή, χρησιμοποιώντας το κινηματικό μοντέλο του DLR HIT II ρομποτικού χεριού. Τέλος, η σύνθεση του ανθρωπομορφισμού στον προαναφερθέντα αλγόριθμο πραγματοποίησης χειρισμού αντικειμένων παρουσιάζεται με τη μορφή 3Δ γραφημάτων, αποδεικνύοντας την αποτελεσματικότητα το προτεινόμενου αλγορίθμου. Αυτό καταδεικνύει και η ταυτόχρονη παράθεση σε διαγράμματα των ποιοτικών αποτελεσμάτων της προσομοίωσης.