BIDEONENA – Robotika mugikorreko energia kontsumoa murrizteko inteligentzia artifizialeko teknikak

Ekitaldiaren deskribapen orokorra

Plataforma mugikor industrialak ekoizpen-inguruneetan kargak modu automatizatuan garraiatzeko diseinatutako robotak dira, eta funtsezko zeregina betetzen dute lantegietako lan-fluxuak optimizatzeko. Hala ere, faktore mugatzaile nagusietako bat autonomia energetikoa da, bateriaren iraupenak zuzenean baldintzatzen duena.

Plataforma hauen energia-kontsumoan eragina dute mugimenduaren dinamikarekin eta baldintza operatiboekin zerikusia duten hainbat aldagaik. Horren ondorioz, autonomia mugatuak maiz kargatzera behartzen du, esleitutako zereginak etenez eta sistemaren produktibitate globala murriztuz. Gainera, karga eta deskarga zikloak errepikatzeak baterien degradazioa bizkortzen du, haien gaitasuna pixkanaka murriztuz eta epe ertain eta luzera arazoa areagotuz.

Testuinguru honetan, beharrezkoa da plataforma mugikorren eraginkortasun energetikoa hobetzea eta denbora operatiboa maximizatzea ahalbidetuko duten estrategiei ekitea, industria-ingurune dinamikoen segurtasuna eta funtzionaltasuna arriskuan jarri gabe.

Helburuak

Ikerketa honen helburua plataforma mugikor industrialen efizientzia energetikoa eta autonomia operatiboa hobetzea da, nabigazio-prozesuetan eta mugimenduen plangintzan inteligentzia artifizialeko teknikak aplikatuz. Proiektuaren xedea da sistema horiek lekuz aldatzearekin lotutako energia-kontsumoa murriztea, dagoen hardwarea aldatu beharrik gabe, eta, horrela, produktibitatea eta industria-inguruneen eraginkortasun globala modu jasangarrian hobetzen laguntzea.

Horretarako, azterlanak plataforma mugikorren portaera dinamikoaren, nabigazio-ibilbideen eta energia kontsumoaren arteko erlazioa aztertu eta modelatu nahi du, mugimendu eredu eta estrategia eraginkorragoak identifikatzeko. Ezagutza honetatik abiatuta, energia-irizpideak txertatu nahi dira ibilbideak planifikatzeko prozesuetan, robotek kontsumoa minimizatuko duten ibilbideak hauta ditzaten, prozesuaren eraginkortasun, segurtasun eta kalitate baldintzak betez.

Era berean, proiektuaren helburua da energia-eraginkortasuneko irizpide horiek agertoki dinamikoetara zabaltzea, denbora errealean nabigatzeari helduz oztopo mugikorrak eta ingurunean aldaketak daudenean, sistemaren erreakzio-gaitasuna arriskuan jarri gabe. Azkenik, ebaluazio eta balidazio mekanismoak izatea lortu nahi da, proposatutako estrategiek energia-kontsumoan, autonomian eta sistemaren errendimendu globalean duten eragina sistematikoki aztertzeko, industria-ingurune errealetan aplikatu aurretik horiek aztertzea erraztuz.

NAIR Center-en ekarpena

NAIR Centerrek funtsezko ekarpena egin du inteligentzia artifizialeko tekniken bidez plataforma mugikor industrialen optimizazio energetikora bideratutako ibilbideak planifikatzeko estrategia aurreratuen garapenean. Bere ekarpena energia kontsumoaren eredu iragarleak nabigazio-algoritmo klasikoen barruan modu eraginkorrean integratzean oinarritu da, ibilbideen plangintzak irizpide geometrikoak ez ezik, mugimendu erabaki bakoitzaren benetako inpaktu energetikoa ere kontuan hartzea ahalbidetuz.

Esparru honetan, NAIRek energia-kontsumoaren eredu prediktibo espezifiko bat garatu zuen plataforma mugikor industrial batentzat, oinarrizko mugimenduei lotutako gastua zenbatesteko gai dena, hala nola translazioak eta txandakatzeak. Ereduak aldagai operatiboen (karga, abiadura, azelerazioa, egindako distantzia eta biraketa-angeluak) eta energia kontsumoaren arteko erlazio ez-lineal konplexuak atzematea ahalbidetu zuen, kalkulu zehatza eta eragiketa baldintza desberdinetara egokitzeko modukoa eskainiz.

Ezagutza hori A* plangintza-algoritmoan txertatu zen, eta haren kostu funtzioa birdefinitu zen, energia eraginkortasuneko irizpideak txertatzeko. Birformulazio horretatik abiatuta, bi estrategia osagarri garatu ziren ibilbideak ebaluatzeko, ez bakarrik distantziari dagokionez, baita energia-kostuaren arabera ere. Hurbilketa hauek algoritmoari kontsumoa minimizatzen duten ibilbideak hautatzeko gaitasuna ematen diote, sistemaren baldintza operatiboak arriskuan jarri gabe.

Benetako industria agertokietan oinarritutako ingurune simulatuetako ebaluazio esperimentalak erakutsi zuen energia kontsumoa nabarmen murriztu zela plangintzako ikuspegi tradizionalen aurrean, eta plataforma mugikorren autonomia operatiboa nabarmen handitu zela.

Bazkideak

Finantzaketa

Proyecto financiado por el Programa de Proyectos Innovación Interregional 2023

Proiektu gehiago