”Stjärnhimmel” hjälper roboten att navigera
Av: Sus Andersson
Publicerad 21 november 2001 14:00
I en verkstad i Västerås står en robot som vet precis var den är - åtminstone exakt var i rummet. Med en sensor listar roboten ut var den befinner sig på en tiondels millimeter när. På sikt kan det gå att bygga lättare och smidigare robotar.
Med en stjärnhimmel av referenspunkter på väggen kan en robot hålla reda på exakt var den är. Sedan ett par år tillbaka utvecklas tekniken av ett företag i Västerås. Den sensor som finns framme idag känner av både riktningar och hur det lutar, och noggrannheten är en tiondels millimeter. Det innebär att robotens uppfattningsförmåga faktiskt börjar närma sig människans - och därmed kan den också utföra mer avancerade moment.
Det krävs egentligen bara att man kan se fyra punkter för att kunna räkna fram sin position i rummet - i astronomiska sammanhang använder man stjärnor för att beräkna lägen på det viset, och till sjöss kan man räkna ut sin position om man bara lyckas sikta ett par bestämda fyrar. Det mönster man ser i ett visst läge kommer att förskjutas om man flyttar på sig, mönstret i varje läge är unikt.
I företaget Meeqs verkstad sitter ett tiotal "stjärnbilder" i trianglar på väggarna - totalt ett sextiotal prickar. Det ger stor säkerhet - och är bra för den tuffa miljön i en verkstad, hävdar Jan Fäger, ingenjören bakom tekniken.
- Jag kan gå i vägen för flera prickar utan att det gör något. Reflexer spelar ingen roll, jag kan till och med ställa upp en blank plåt . Sensorn kan räkna ut att det inte ska vara prickar där, säger Jan Fäger.
Det är till och med så att systemet kan varna för om prickar hamnat fel - något som används i den tillämpning som nyligen levererats till ABB i Olofström. Där kollar sensorn om styrklackarna på robotfixturer sitter där de ska, och det går att göra i farten i produktion.
Principen är långt ifrån ny. Jan Fäger fick sin idé redan i början av 1980-talet. Sedan flera år finns styrsystem för truckar som bygger på att styra efter referenspunkter, och tekniken har även tillämpats i gruvor.
Det som den tekniken klarade att göra på plana ytor, och bara på centimetrar när, klarar det nya systemet att göra i rymden - men mer exakt. Kärnan i den nya sensorn är en digital videokrets och en lins som har ett synfält på 120 grader i sidled och 90 grader i höjdled.
- Målet är att kunna se i en halvsfär, men den optiken finns inte ännu, säger Jan Fäger.
Trettio gånger i sekunden ger sensorn ifrån sig en infraröd blinkning, för att kunna hitta referenspunkterna. Det går att jobba såväl med reflekterande prickar som med prickar som själva svarar med en infraröd blinkning. Mönstret som fångas upp i videokretsen blir underlag för beräkningarna. I ett första steg tar sensorn ut riktningen, i nästa beräknas positionen exakt. Det går blixtsnabbt: när Jan Fäger går runt i verkstaden med sensorn i handen syns dess rörelser på en datorskärm - i form av en tekanna. Att sensorn begriper både vad som är upp och ned, fram och tillbaka, när den vippas hit eller dit blir väldigt tydligt.
Tanken är att systemet så småningom också ska kunna användas för att fjärrstyra robotar, där en operatör med sensorn i handen kan visa vad roboten ska göra.
- Den kan komma till användning om en monteringslina stannar, för att exempelvis få ut robotarmarna ur en bilkaross, säger Jan Fäger.
Än så länge är tekniken under utveckling, och för att roboten som finns i testverkstaden ska hänga med krävs lugna rörelser.
- Det är en riktig gammal häck vi jobbar med, konstaterar Jan Fäger, som använder en robot som började räknas till veteranklassen för länge sedan.
En annan teknik som just nu utvecklas är att få roboten att kunna stoppa pinnar i hål.
- Vet vi robotens läge exakt relativt pinnen kan vi styra utan att drabbas av byrålådseffekten. Fast än så länge har vi inte riktigt fått det att fungera, den gamla robot vi jobbar med klarar inte så korta styrsignaler som vi vill ge den.
Visionen för Jan Fäger är dock inte bara robotar med bättre styrning, utan också smidigare robotar. För han hävdar att dagens robotarmar är överdimensionerade, för att de inprogrammerade rörelserna blir fel när man lägger last på verktygen.
- Vet roboten precis var den befinner sig spelar inte det längre någon roll, och då går det också att bygga dem klenare.
BAKGRUND
20 år från idé till produkt
Idén dök upp för nästan 20 år sedan, när Jan Fäger jobbade på dåvarande Asea med mätsystem för robotar. Han ville ha bättre precision, inte komma på centimetern när utan på millimetern. Men 1982 var tekniken inte mogen för att kunna utveckla uppfinningen, varken detektorn eller datakraften.
Med hjälp av Moores lag, intelgrundarens tes om att kapaciteten för kiselkretsar kommer att fördubblas var artonde månad, räknade Jan Fäger ut att hans idé skulle vara möjlig kring 1992.
Så Jan Fäger gav sig till tåls. I början av 1990-talet körde han igång igen. Vid det laget drev han ett eget företag som sysslade med industriell mätteknik, Metior. Och i sitt jobb såg han att hans idé fortfarande höll och behövdes. En Nutektävling gav skjuts åt hans idé, men resan vidare har gått långsamt. Han har fått låna en del pengar från Nutek, men långt ifrån de summor som behövs för utvecklingen.
- Liten höna får inte värpa stora ägg, säger Jan Fäger med ett snett leende.
Först kring 1998 kunde han börja utveckla idén på allvar.
- Jag har jobbat i Metior på dagarna, för att få frukost och middag, och utvecklat på nätterna.
Men de har varit två om utvecklingen, kollegan från Metior, Pär Muhr, kom in tidigt. Så mycket som möjligt av investeringarna har finansierats genom aktier i det nya bolag som bildats kring positioneringssystemet.
- Vi kan inte trycka sedlar, men vi kan trycka aktier, säger Jan Fäger.
För ungefär ett år sedan fanns en funktionsduglig prototyp framme, som kunde visas upp för industrin. Och nu är det första systemet sålt. Utvecklingen går vidare och företaget växer. Ytterligare en ingenjör är anställd för att programmera systemet. Och om ett par veckor dyker ett par examensarbetare upp från Mälardalens högskola.
Men de har ett helt annat intresse av positioneringssystemet än robotar: de ska använda det för att utveckla dataspel. Med sensorn på huvudet kan den virtuella verkligheten bli än verkligare än idag.
Med en stjärnhimmel av referenspunkter på väggen kan en robot hålla reda på exakt var den är. Sedan ett par år tillbaka utvecklas tekniken av ett företag i Västerås. Den sensor som finns framme idag känner av både riktningar och hur det lutar, och noggrannheten är en tiondels millimeter. Det innebär att robotens uppfattningsförmåga faktiskt börjar närma sig människans - och därmed kan den också utföra mer avancerade moment.
Det krävs egentligen bara att man kan se fyra punkter för att kunna räkna fram sin position i rummet - i astronomiska sammanhang använder man stjärnor för att beräkna lägen på det viset, och till sjöss kan man räkna ut sin position om man bara lyckas sikta ett par bestämda fyrar. Det mönster man ser i ett visst läge kommer att förskjutas om man flyttar på sig, mönstret i varje läge är unikt.
I företaget Meeqs verkstad sitter ett tiotal "stjärnbilder" i trianglar på väggarna - totalt ett sextiotal prickar. Det ger stor säkerhet - och är bra för den tuffa miljön i en verkstad, hävdar Jan Fäger, ingenjören bakom tekniken.
- Jag kan gå i vägen för flera prickar utan att det gör något. Reflexer spelar ingen roll, jag kan till och med ställa upp en blank plåt . Sensorn kan räkna ut att det inte ska vara prickar där, säger Jan Fäger.
Det är till och med så att systemet kan varna för om prickar hamnat fel - något som används i den tillämpning som nyligen levererats till ABB i Olofström. Där kollar sensorn om styrklackarna på robotfixturer sitter där de ska, och det går att göra i farten i produktion.
Principen är långt ifrån ny. Jan Fäger fick sin idé redan i början av 1980-talet. Sedan flera år finns styrsystem för truckar som bygger på att styra efter referenspunkter, och tekniken har även tillämpats i gruvor.
Det som den tekniken klarade att göra på plana ytor, och bara på centimetrar när, klarar det nya systemet att göra i rymden - men mer exakt. Kärnan i den nya sensorn är en digital videokrets och en lins som har ett synfält på 120 grader i sidled och 90 grader i höjdled.
- Målet är att kunna se i en halvsfär, men den optiken finns inte ännu, säger Jan Fäger.
Trettio gånger i sekunden ger sensorn ifrån sig en infraröd blinkning, för att kunna hitta referenspunkterna. Det går att jobba såväl med reflekterande prickar som med prickar som själva svarar med en infraröd blinkning. Mönstret som fångas upp i videokretsen blir underlag för beräkningarna. I ett första steg tar sensorn ut riktningen, i nästa beräknas positionen exakt. Det går blixtsnabbt: när Jan Fäger går runt i verkstaden med sensorn i handen syns dess rörelser på en datorskärm - i form av en tekanna. Att sensorn begriper både vad som är upp och ned, fram och tillbaka, när den vippas hit eller dit blir väldigt tydligt.
Tanken är att systemet så småningom också ska kunna användas för att fjärrstyra robotar, där en operatör med sensorn i handen kan visa vad roboten ska göra.
- Den kan komma till användning om en monteringslina stannar, för att exempelvis få ut robotarmarna ur en bilkaross, säger Jan Fäger.
Än så länge är tekniken under utveckling, och för att roboten som finns i testverkstaden ska hänga med krävs lugna rörelser.
- Det är en riktig gammal häck vi jobbar med, konstaterar Jan Fäger, som använder en robot som började räknas till veteranklassen för länge sedan.
En annan teknik som just nu utvecklas är att få roboten att kunna stoppa pinnar i hål.
- Vet vi robotens läge exakt relativt pinnen kan vi styra utan att drabbas av byrålådseffekten. Fast än så länge har vi inte riktigt fått det att fungera, den gamla robot vi jobbar med klarar inte så korta styrsignaler som vi vill ge den.
Visionen för Jan Fäger är dock inte bara robotar med bättre styrning, utan också smidigare robotar. För han hävdar att dagens robotarmar är överdimensionerade, för att de inprogrammerade rörelserna blir fel när man lägger last på verktygen.
- Vet roboten precis var den befinner sig spelar inte det längre någon roll, och då går det också att bygga dem klenare.
BAKGRUND
20 år från idé till produkt
Idén dök upp för nästan 20 år sedan, när Jan Fäger jobbade på dåvarande Asea med mätsystem för robotar. Han ville ha bättre precision, inte komma på centimetern när utan på millimetern. Men 1982 var tekniken inte mogen för att kunna utveckla uppfinningen, varken detektorn eller datakraften.
Med hjälp av Moores lag, intelgrundarens tes om att kapaciteten för kiselkretsar kommer att fördubblas var artonde månad, räknade Jan Fäger ut att hans idé skulle vara möjlig kring 1992.
Så Jan Fäger gav sig till tåls. I början av 1990-talet körde han igång igen. Vid det laget drev han ett eget företag som sysslade med industriell mätteknik, Metior. Och i sitt jobb såg han att hans idé fortfarande höll och behövdes. En Nutektävling gav skjuts åt hans idé, men resan vidare har gått långsamt. Han har fått låna en del pengar från Nutek, men långt ifrån de summor som behövs för utvecklingen.
- Liten höna får inte värpa stora ägg, säger Jan Fäger med ett snett leende.
Först kring 1998 kunde han börja utveckla idén på allvar.
- Jag har jobbat i Metior på dagarna, för att få frukost och middag, och utvecklat på nätterna.
Men de har varit två om utvecklingen, kollegan från Metior, Pär Muhr, kom in tidigt. Så mycket som möjligt av investeringarna har finansierats genom aktier i det nya bolag som bildats kring positioneringssystemet.
- Vi kan inte trycka sedlar, men vi kan trycka aktier, säger Jan Fäger.
För ungefär ett år sedan fanns en funktionsduglig prototyp framme, som kunde visas upp för industrin. Och nu är det första systemet sålt. Utvecklingen går vidare och företaget växer. Ytterligare en ingenjör är anställd för att programmera systemet. Och om ett par veckor dyker ett par examensarbetare upp från Mälardalens högskola.
Men de har ett helt annat intresse av positioneringssystemet än robotar: de ska använda det för att utveckla dataspel. Med sensorn på huvudet kan den virtuella verkligheten bli än verkligare än idag.
Ny Teknik Jobb
Bloggar som länkar hit
