Una ricerca NVIDIA & University of Southern California

Simulatore per il taglio robotico di prodotti vegetali

I ricercatori di robotica di NVIDIA e della University of Southern California hanno presentato un loro lavoro alla conferenza ‘2021 Robotics: Science and Systems (RSS)’. Il primo simulatore differenziale per il taglio robotico, chiamato DiSECt. Il simulatore predice accuratamente le forze che agiscono su una lama mentre esercita una pressione e taglia attraverso materiali morbidi e naturali, come frutta e verdura.

Il processo di taglio con feedback richiede l'adattamento alla rigidità degli oggetti, la regolazione della forza applicata durante il taglio, e spesso un movimento di spinta in avanti e indietro per attraversare l'oggetto. Al fine di ottenere questo effetto, i ricercatori utilizzano una serie di tecniche che sfruttano il feedback per guidare l'adattamento del controller. Tuttavia, l'adattamento fluido del controller richiede una regolazione dei parametri molto attenta, per ogni caso diverso in cui si manifesta lo stesso problema. Queste tecniche hanno successo in ambienti industriali, ma non ci sono due cetrioli (o pomodori) uguali, e ciò rende tale insieme di algoritmi inefficaci in un ambiente più generico.

 

DiSECt implementa il Metodo degli elementi finiti comunemente usato per simulare materiali deformabili, come gli alimenti. L'oggetto da tagliare è rappresentato da una mesh 3D, composta da elementi tetraedrici. Lungo la superficie di taglio, la mesh viene tagliata seguendo l'algoritmo dei nodi virtuali. I nodi virtuali aggiungono ulteriori gradi di libertà per simulare accuratamente la dinamica di contatto della lama quando esercita una pressione e taglia attraverso la mesh.

DiSECt consente in tal modo di simulare la meccanica del taglio e la propagazione delle fenditure a seconda della forza di contatto che il coltello esercita sul prodotto virtuale.

Fonte: developer.nvidia.com


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