Разработка систем визуализации промышленной роботизации и автоматизации производств
дополненная реальность промышленность
Главными задачами, которые были решены при разработке являлись: 
1.	Отсутствие ограничений при естественных движениях пользователя и максимальная эргономичность в использовании.
2.	Обеспечение легкости. Небольшой вес и габариты устройства не создают неудобств в работе оператора.
3.	Обеспечение гибкости в использовании. Разработка решения была основана на возможности его применения не только в морской и военной отраслях, но и промышленности, обучении, проектировании. в зависимости от решаемых прикладных задач.
4.	Обеспечение работы с цифровыми двойниками. Решение работает как с реальными объектами, так и с цифровыми двойниками этих объектов, в том числе в случае использования цифрового двойника объекта в виде промежуточного буфера обмена и корректировки данных.
5.	Достижение кроссплатформенности без потери качества. 
6.	Возможность быстрого внедрения в существующие решения. Аппаратно-программное решение может быть быстро внедрено в существующие решения без значительных затрат.
7.	Обеспечение разумной стоимости. Аппаратно-программное решение доступно для широкого круга потребителей и может использовать доступные аппаратное обеспечение и электронику.
8.	Реализация модульности. Аппаратно-программное решение может использоваться частично, например при необходимости использования только кисти оператора без плечевого сустава. Также доступна быстрая перенастройка без значительных трудозатрат.
9.	Обеспечение высокой скорости и точность работы аппаратно-программного решения.
10.	Обеспечение вариативности. Аппаратно-программное решение может быть использовано при замене части аппаратных средств на более новые, например при использовании устройств виртуальной реальности новых поколений.
11.	Достижение низкой нагрузки на вычислительные мощности при обработке данных. Возможность работы без использования решений с обработкой видеопотоков, что существенно сокращает нагрузки на вычислительные мощности.
Средняя скорость развертывания экспериментального стенда, включая настройку специализированного ПО, привязки объектов к цифровому двойнику и расстановки и настройки модулей составила около 4 минут. За счет интуитивно понятного пользовательского интерфейса специализированного ПО, все лаборанты справились с задачей сравнительно легко. 
При настройке обратной связи были замечены отличия в строении рук пользователя, из-за чего электроды устанавливались в каждом случае индивидуально согласно карте выхода нервных окончаний на теле пользователя. 
Были получены следующие результаты:
 - Среднее время отклика при первом тестировании между движением оператора и движением цифрового двойника составила 0,2 секунды, задержка 0,4 секунды,  что связано с фильтрацией данных о положении датчика. Среднее время отклика во втором тестировании с двумя блоками составила 0,5 секунды, задержка 0,6 секунды  что связано с инерционностью работы сервоприводов манипулятора. В первом тестировании замечена меньшая точность отслеживания локтевого сустава пользователя. 
-	Среднее время отклика цифрового двойника и реального манипулятора составила 0,1 секунды.
-	Среднее время отклика обратной связи от захвата на кисть пользователя составила 0,1 секунды.
Количество электродов обратной связи задействованных в ходе эксперимента одновременно – 6 шт, оптимальные параметры при сильном воздействии на тело, например при сильном течении или преградах составила 10 до 15 мА при частоте 65 Гц, для касания или небольшого течения – параметры динамически снижались. Все лаборанты отметили отсутствие сильного дискомфорта при использовании оборудования. Таким образом можно сказать, что данное решение является оптимальным, для работы с РОБОТА при сравнительно невысоких скоростях, и может позволять работать в условиях отсутствия передачи видеоканала, работая, к примеру в условиях недостаточной видимости.


При решении поставленных нами задач были применены концепции, позволяющие создавать устройства высокой точности, невысокой стоимости и обеспечивать их быстрое внедрение. В основе аппаратно-программного комплекса стоит модульное решение в виде блоков передачи позиционирования с обратной связью на основе магнитной индукции, электромиографии и импульсного инфракрасного позиционирования с математической обработкой данных об импульсах фотодиодов для определения позиции и скорости объекта. Это позволило нам создавать легкие и масштабируемые решения аппаратной части. В программной части использовался программный буфер в виде цифрового двойника объекта для получения и обработки данных, что позволило подстраивать программные модули в цифровой среде для работы с различными цифровыми объектами, при наличии возможности привязки модулей к ним для реализации движений и передачи данных при проектировании или во время работы в цифровой среде.
Тестирование данной концепции говорит о том, что понятие «экзоскелет» может быть не только аппаратным, но и программным, и успешно применятся для помощи в управлении техникой и цифровыми средами. Принципы анатомической параметризации (определение соответствий между различными анатомическими характеристиками строения человеческого тела и параметрами механического устройства) используются в программном буфере цифрового двойника и обеспечивают взаимодействие пользователя и его анатомии с программными цифровыми двойниками и реальным оборудованием. Схожие принципы используются в технологии motion capture – методе анимации персонажей и объектов, при котором анимация создаётся не вручную, а путём оцифровки движений реального объекта и последующего переноса их на трёхмерную модель. В данном случае работа ведется не с анимацией объекта, а цифровым двойником реального объекта, с двусторонним снятием данных и аппаратным воздействием в обе стороны. 
В заключении можно сказать, что данная концепция и ПО, может использоваться в технологиях цифровой анимации, управлении роботами в экстремальных условиях, при высокой радиации, в военных задачах, при спасательных операциях), так как позволяет работать даже без прямой видимости объекта или плохой передаче данных (низкая пропускная способность для видеоканала). Может использоваться при создании прототипов для отработки работы на цифровых двойниках или моделях устройств. Возможности проекта позволяют создавать роботов-аватаров с обратной связью и работать с объектами неправильной и меняющейся формы в различных средах.
Промышленность, образование
Евгений
Новиков
Директор
Отсутствует
Отсутствует
-
-
РОССИЯ
Евгений
Новиков
Директор
РОССИЯ
50.45.37
Комплексные телемеханические установки
50.45.35
Системы и аппаратура для телеуправления
02.01.IM
ENGINEERING, CIVIL
Евгений
Новиков
Автор
РОССИЯ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФОНД СОДЕЙСТВИЯ РАЗВИТИЮ МАЛЫХ ФОРМ ПРЕДПРИЯТИЙ В НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СФЕРЕ"
1027739479734
СЕРГЕЙ
ПОЛЯКОВ
ГЕННАДЬЕВИЧ
Организация
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере"
Федеральные государственные бюджетные учреждения
Евгений
Новиков
Максимович
Физическое лицо
РОССИЯ