Rukovanje bagerom zahteva dugotrajnu obuku, jer operater preko džojstika mora da uskladi pokrete ruke mašine, kašike i kabine sa konkretnim zadatkom na terenu. Istraživači sa Tehnološkog instituta Masačusetsa (MIT) predstavili su novi sistem koji bi taj proces mogao da učini jednostavnijim.
Simulacija upravljanja bagerom (Foto: MIT)
Ideja je da se umesto klasičnih komandi koristi uređaj nalik umanjenoj ruci i kašici bagera. Korisnik drži uređaj rukom i pomera ga na način koji podseća na stvarne radnje mašine, dok digitalni bager u virtuelnom okruženju prati te pokrete.
Simulacija se prikazuje na imerzivnom sistemu sa šest ekrana, a celu platformu istraživači su nazvali World-Space Interface (WSI).
Oglas
Prema nalazima tima, ovakav pristup uklanja deo složenog mentalnog povezivanja između položaja džojstika i reakcije mašine.
Kod standardnih komandi operater najpre mora da nauči kako pojedini potezi utiču na radnu ruku, kašiku i okretanje kabine, a zatim i kako da te radnje kombinuje prilikom kopanja, ravnanja terena, uklanjanja materijala ili pripreme temelja. Za ovladavanje tim postupcima često su potrebni meseci, pa i godine.
Hermano Krebs, glavni istraživač u Odseku za mašinstvo MIT-a, naveo je da novi interfejs omogućava prirodnije komandovanje mašinom i smanjuje potrebu za usvajanjem složenih mentalnih mapa. On smatra da bi sistem, osim za bržu obuku, mogao da posluži i za neposredno upravljanje bagerom iz kabine ili na daljinu.
U takvoj primeni, minijaturna mehanička ruka mogla bi da bude postavljena uz sedište operatera, nalik elementu egzoskeleta. Kada je rad potrebno izvesti u zahtevnom ili nebezbednom okruženju, rukovalac bi, prema zamisli istraživača, mogao da sedi van gradilišta i teleoperativno upravlja bagerom.
Rad je objavljen u časopisu Journal of Computing and Civil Engineering, a potpisuju ga istraživači MIT-a Moises Alencastre-Miranda, Joao Buzzatto i Eran Beeri Bamani, u saradnji sa kompanijom Sumitomo Heavy Industries iz Japana. Istraživanje je delom finansirala upravo ova kompanija.
Saradnja MIT-a i japanskog proizvođača industrijske opreme počela je 2018. godine, kada je ukazano na problem ubrzanog starenja populacije rukovalaca teškim mašinama u Japanu i potrebu za efikasnijom obukom njihovih naslednika.
Istraživači, koji se u okviru MIT-a bave odnosom čoveka i robota, posebno kroz oblast fizičke rehabilitacije, oslonili su se na znanja o načinu na koji ljudi prirodno kontrolišu pokrete sopstvenih udova.
Tokom nekoliko godina razvijani su mehanička ruka i softver koji njene pokrete prevodi u ponašanje virtuelnog bagera. Naziv "world-space" odnosi se na prostor izvan kabine i samog operatera.
Umesto da korisnik mentalno prevodi položaj komande u radnju mašine, sistem mu omogućava da pokret, poput zahvatanja kamenja ili zemlje, izvede neposrednije, a računar ga zatim prenosi u virtuelni prostor.
U testiranju su dobrovoljci, među kojima su bili početnici i iskusni rukovaoci, koristili WSI i klasični simulator sa džojsticima. Istraživači su pripremili 15 virtuelnih okruženja – od gradilišta i auto-puteva do šumskih puteva, obala reka, rudarskih prostora, kao i urbanih i ruralnih lokacija.
Zadaci su obuhvatali utovar i istovar peska ili šljunka, kopanje i oblikovanje rovova, uklanjanje prepreka sa puteva, uklanjanje grana uz vodu i razbijanje kamenja. Obuka je trajala sedam dana, po sat vremena dnevno, uz postepeno povećavanje složenosti zadataka, što je simuliralo sadržaj tipičnog sedmodnevnog kursa upravljanja bagerom.
Kod simulatora sa džojsticima početnici su tokom celog perioda bili slabiji od iskusnih operatera, iako su napredovali. Nasuprot tome, početnici koji su koristili World-Space Interface ostvarili su rezultate uporedive sa iskusnim učesnicima već na početku testiranja.
Sledeća faza razvoja trebalo bi da uvede haptičku povratnu informaciju. Mehanička ruka bi tada stvarala otpor ili silu pri zahvatanju materijala, kako bi korisnik mogao da oseti, na primer, težinu kamenja koje virtuelni bager podiže. Istraživači ocenjuju da bi to dodatno povećalo intuitivnost sistema.
Virtuelne simulatore za obuku i buduće daljinsko upravljanje razvijaju i kompanije Caterpillar, Hyundai i Komatsu, ali se takva rešenja uglavnom oslanjaju na džojstike.
Tim sa MIT-a smatra da bi primena kontrolera u obliku ruke i kašike, bilo u kabini bilo u simulatoru, omogućila početnicima da brže steknu osnovne veštine potrebne za rad na gradilištu.
