Rychlá aproximace pevnostní analýzy konfigurací metamorfních robotů

Bc. Jiří Češka

Master's thesis

Fast Approximation of Strength Analysis for Metamorphic Robots

Anotácia:

Metamorfní roboti se skládají ze spousty modulů, které se mezi sebou umí autonomně přepojovat a tudíž měnit tvar a funkci celkového robota. Motory těchto modulů vykonávající pohyb robota mají omezený výkon. Ne všechny konfigurace postavených robotů jsou tedy fyzikálně realizovatelné. Při plánování pohybu nebo změny tvarů je tedy nutno tyto limity brát v potaz. Zamítnutí fyzicky nerealizovatelných konfigurací může vést v některých případech k výraznému prořezání stavového prostoru a tím ke zrychlení výpočtu rekonfigurace. Tato práce se zabývá transformací konfigurace robotů na soustavu rovnic popisujících momentové zatížení jednotlivých kloubů s využitím styčníkové metody. Soustava rovnic je dále řešena jako lineární problém s omezujícími podmínkami zohledňující limity motorů. Konfigurace robotů je fyzicky realizovatelná, právě když má tato soustava řešení.

Abstract:

Metamorphic robots consist of many modules that can autonomously connect to each other and thus change the shape and function of the overall robot. The motors of these modules that perform the robot's motion have limited power. Therefore, not all configurations of built robots are physically feasible. Therefore, these limits have to be taken into account when planning the motion or changing shapes. Rejecting physically infeasible configurations can lead in some cases to a significant pruning of the state space and thus to a faster reconfiguration computation. This paper deals with the transformation of robot configurations to a system of equations describing the moment load on individual joints using the joint method. The system of equations is further solved as a linear problem with boundary conditions taking into account the limits of the motors. The configuration of the robots is physically realizable if and only if this system has a solution.

Kľúčové slová

RoFI, modul, styčník, konfigurace, styčníková metoda, lineární algebra, lineární programování

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 5. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 19. 6. 2023
• Vedúci: RNDr. Jan Mrázek
• Oponent: Mgr. Jan Koniarik

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / odbor:
Software systems and services management / Software Systems Development Management