Programování kobotů v rozšířené realitě koncovými uživateli
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract
Vzhledem k současnému rozmachu dostupných kolaborativních robotů pomalu nastává rapidní zvyšování podílu automatizace v malých a středních podnicích a je očekáváno, že toto zvyšování dále poroste v nadcházejících letech. Společně se zvyšujícím se počtem robotů, musí nevyhnutelně růst i počet programátorů těchto robotů. Aby ke zvyšování podílu automatizace mohlo dojít, cena za programování robotů musí být snížena. V opačném případě by si malé podniky nemohly automatizaci dovolit. Jeden ze způsobů, jak tuto cenu snížit, je zjednodušení programovacího procesu a zpřístupnění programování i méně školeným zaměstnancům. Předložená práce se zabývá problémem současných uživatelských rozhraní, se zaměřením na rozhraní pro zjednodušení programování robotů, které jsou stále příliš náročné pro běžné dělníky. V současnosti, většina interakce mezi člověkem a robotem, jak v průběhu programování, tak v průběhu vykonávání programu, se odehrává jinde než v prostoru, který daný robot přirozeně obývá -- na počítači, na obrazovce nějakého přídavného zařízení a podobně. Tento fakt nutí člověka neustále přemýšlet o prostorových náležitostech tvořeného programu a mentálně mapovat daný program na reálné prostředí.Abychom překonali tento problém, předložená práce nabízí několik metod založených na Rozšířené Realitě, které prezentují prostorové informace ve skutečném prostředí ve srozumitelné formě. Kromě toho, společně s danými interakčními metodami jsou představeny také uživatelská rozhraní jež tyto metody implementují, a které jsou vyhodnoceny v uživatelských studiích s více než 70 účastníky. Práce také představuje plně funkční prototyp univerzálního robotického programovacího nástroje určeného pro koncové uživatele.
Due to the recent expansion of affordable, collaborative robots, a rapid increase comes in the automation share in small and medium enterprises, and it is expected to be even higher in upcoming years. Together with the increasing number of robots, the number of robot programmers must inevitably rise as well. To boost the spread of automation, the price for robot programming needs to be decreased; otherwise, small enterprises would not be able to afford it. One way to decrease the programming cost is to simplify the process and allow less-skilled and less-educated operators to perform it. The presented thesis deals with the problem of contemporary user interfaces for end-user robot programming, which are still too demanding for ordinary shop-floor workers. As for now, most of the interaction between humans and robots, both during the programming and the execution phases, takes place, not in the space occupied by the robot but somewhere else -- in a computer, on the display of the attached device, etc. This forces the human to think of spatial relations of the created program constantly and to map the program to the real environment mentally. To overcome this problem, the thesis proposes several methods based on Augmented Reality, which presents the spatial information in the actual environment in an understandable way. Moreover, in-situ user interfaces for such interaction methods are presented and evaluated in several user studies with more than 70 participants. A fully functional prototype of a universal robot programming tool intended for the end-users is presented.
Due to the recent expansion of affordable, collaborative robots, a rapid increase comes in the automation share in small and medium enterprises, and it is expected to be even higher in upcoming years. Together with the increasing number of robots, the number of robot programmers must inevitably rise as well. To boost the spread of automation, the price for robot programming needs to be decreased; otherwise, small enterprises would not be able to afford it. One way to decrease the programming cost is to simplify the process and allow less-skilled and less-educated operators to perform it. The presented thesis deals with the problem of contemporary user interfaces for end-user robot programming, which are still too demanding for ordinary shop-floor workers. As for now, most of the interaction between humans and robots, both during the programming and the execution phases, takes place, not in the space occupied by the robot but somewhere else -- in a computer, on the display of the attached device, etc. This forces the human to think of spatial relations of the created program constantly and to map the program to the real environment mentally. To overcome this problem, the thesis proposes several methods based on Augmented Reality, which presents the spatial information in the actual environment in an understandable way. Moreover, in-situ user interfaces for such interaction methods are presented and evaluated in several user studies with more than 70 participants. A fully functional prototype of a universal robot programming tool intended for the end-users is presented.
Description
Citation
KAPINUS, M. Programování kobotů v rozšířené realitě koncovými uživateli [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Výpočetní technika a informatika
Comittee
prof. Ing. Lukáš Sekanina, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Hořejší, Ph.D. (člen)
prof. Dr. Ing. Jiří Marek, Ph.D., DBA (člen)
doc. Ing. Zdeněk Míkovec, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Markus Vincze, Dr. (člen)
Date of acceptance
2023-05-24
Defence
Student přednesl cíle a výsledky, kterých v rámci řešení disertační práce dosáhl.
V rozpravě student odpověděl na otázky komise a oponentů a hostů. Diskuze je zaznamenána na diskuzních lístcích, které jsou přílohou protokolu. Počet diskuzních lístků: 5.
Komise se v závěru jednomyslně usnesla, že student splnil podmínky pro udělení akademického titulu doktor. Komise jednomyslně doporučuje, aby studentovi byla udělena cena za výjimečně kvalitní disertační práci.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení