Możliwości spawania i szkolenia spawaczy na odległość przy pomocy robotów medycznych

• Autorzy: Prusak Zbigniew , Tadeusiewicz Ryszard , Jastrzębski Ryszard
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W tym artykule omówiono różne wyzwania związane ze zdalnym szkoleniem i spawaniem za pomocą robota chirurgicznego i robota do rehabilitacji wyposażonego w aparat cyfrowy obserwujący strefę spawania, a w szczególności trudność w wykrywaniu granic jeziorka spawalniczego. Omówiono różnice w przetwarzaniu przez człowieka rzeczywistego obrazu przez ludzki mózg w porównaniu z obrazem w postaci filmu z cyfrowego aparatu fotograficznego. Oprócz potrzeby wykonywania drugiej pochodnej obrazu w czasie rzeczywistym, omówiono trzy modele rozpoznawania obrazu przez człowieka, z których jeden był już badany przez naukowców z Cambridge w Wielkiej Brytanii. Omówiono koncepcję topienia materiału podstawowego poprzez uginanie jeziorka spawalniczego pod ciśnieniem niezjonizowych gazów łuku elektrycznego i amerykańskie wykonanie pomiaru trzeciego wymiaru jeziorka spawalniczego i określenie głębokości wtopienia spoiny przez elektronikę spawarki. Przedstawiono pożądane trajektorie ruchu koncówki elektrody w oparciu o fizykę łuku spawalniczego i technologie spawania, a także omówiono trudności w nauczeniu ruchów spawaczy. Przedstawiono również podstawy modelu neuronowego mózgu z wektorowym modelem typów zdolności w sztucznej inteligencji.

EN

This paper discusses various challenges in remote welding with a surgical robot equipped with a digital camera used to observe the welding zone, in particular the difficulty in detecting the boundaries of the weld pool. The difference in the processing of the real image by the human brain is discussed in comparison with the image in the form of a film from a digital camera. In addition to the need of performing the second derivative of the image in real time, three models of human recognition of an image were discussed, one of which was already studied by researchers from Cambridge, UK. The concept of melting the base material by bending the weld pool with the pressure of non-ionized arc gases and the American implementation of the measurement of the third dimension of the weld pool and determining the weld penetration by electronics of the welding machine are discussed. Desired movement trajectories of the electrode tip based on the physics of the welding arc and welding technology are presented along with difficulties in teaching the movements to welding trainess. Basics of the neural model of the brain with the vector model of artificial intelligence are also presented.

Słowa kluczowe

PL

robot medyczny; sztuczna inteligencja; szkolenie spawaczy; szkolenie zdalne

EN

medical robot; artificial intelligence; training of welders; remote training

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Dozór Techniczny
• Rocznik: 2019
• Tom: z. 4
• Strony: 18--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Prusak Zbigniew

• Central Connecticut State University, USA

autor

Tadeusiewicz Ryszard

• AGH University of Science and Technology, Kraków

autor

Jastrzębski Ryszard

• Instytut Łączenia Metali, Kraków

Bibliografia

• 1. Z. Dobrowolski, R. Tadeusiewicz, „Robotyka Urologiczna", Lettra Graphic PubI., Kraków 2014.
• 2. B. E. Paton, V. I. Krivcun, G. S. Marinskij, I. Ju. Chudeckij, Ju. N. Lankin, A. V. Czernec, S. E. Podprjatov, Zgrzewanie oraz obróbka termiczna tkanek żywych prądem o podwyższonej częstotliwości [w:] „Biuletyn Instytutu Spawalnictwa" nr 5, str. 92-101, 2014.
• 3. R. Tadeusiewicz, E. Korohoda, Computer Analysis and Image Processing (Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazów) [w:] „Progress of Telecommunication Foundation Publishing House", Kraków 1997.
• 4. R. Tadeusiewicz, I. Jastrzębska, R. Jastrzębski, Możliwości stworzenia maski spawalniczej z komputerowym przetwarzaniem przestrzennego obrazu zamiast filtrów spawalniczych [w:] „Przegląd Spawalnictwa", str. 17-22, 2016.
• 5. A. Fabijańska, Algorytmy poprawy jakości obrazów w wysokotemperaturowych pomiarach właściwości fizyko-chemicznych wybranych metali i ich stopów, PhD dissertation, Lodz University of Technology, Łódź grudzień 2007.
• 6. A. Fabijańska, A survey of subpixel edge detection methods on images of heat-emitting metal specimens [w:] „International Journal of Applied Mathematics and Computer Science", vol. 22, no. 3 pp. 695-710, 2012.
• 7. P. S. Łaski, D. Pietrala, Robot typu Delta z muskułami pneumatycznymi do zastosowań medycznych [w:] „Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie" nr 4, vol. 139, str. 36-41, 2019.
• 8. Obrazkowa instrukcja fizyki spawania (Illustrated Instructions in Welding Physics) by Instytut Łączenia Metali Kraków. Poster published on paper size Al with instructions in: Polish (official Polish, Silesian and Kaszubian dialects), English (US and Australian), French, Spanish, German, Swedish, Norwegian, Russian, Ukrainian, Japanese.
• 9. Z. Prusak, K. Zychowicz, A. Tuz, A. Jastrzębski, R. Jastrzębski, Próba opisania ręcznego spawania na podstawie zainspirowanego biologią i rzymskim językiem pisania obrazów komputerowego modelu typów zdolności [w:] ,Dozór Techniczny" nr 2, str. 20-30, 2018.
• 10. R. Jastrzebski, M. Godniak, T. Skakuj, A. Stencel, A. Trojnacki, Use of Cognitive Psychology and Muscle Movement Mechanics in Welders Training [w:] „The World of Welding by Hobart Institute of Welding Technology", pp. 4, 8, 9, 12, 13, (przedruk „Dozór Techniczny" nr 5, 2000) 2002.
• 11. R. Jastrzębski, M. Węgrzecka, J. Borowiec, W. Kalandyk, M. Cenin, La psychophysique de soudage resout las problemes de coordination des mouvements et de l’observation [w:] „Soudage et Techniques Connexes" no. 7-8, pp. 3-9, 2002.
• 12. R. Jastrzębski, M. Węgrzecka, J. Borowiec, W. Kalandyk, M. Cenin, Psychofizyka spawania rozwiązuje koordynację ruchu z obserwacją i jest postępem w kierunku inteligentnego sterowania spawaniem [w:] „Przegląd Spawalnictwa" nr 6, str. 19-23, 2003.
• 13. R. Tadeusiewicz, Wybrane problemy dozoru technicznego w warunkach szerokiego zastosowania robotów antropomorficznych [w:] „Dozór Techniczny" nr 1, str. 4-9, 2018.
• 14. R. Jastrzębski, G. Padula, D. Cyganek, Z. Prusak, Odkodowanie i instalowanie wyczucia inżynierskiego na przykładzie szkolenia inżynierów polską metodą ILM do budowy zbiorników na ciekły gaz ziemny LNG [w:] „Dozór Techniczny" nr 1, str. 10-17, 2018.
• 15. W. Lucas, J. Smith, C. Balfour, D. Bertaso, G. Melton, Wizyjna kontrola rozmiaru jeziorka spawalniczego w czasie rzeczywistym [w:] „Przegląd Spawalnictwa" nr 1, str. 11-16, 2009.
• 16. Z. Wang, Y. M. Zhang, L Wu, Pomiar i określenie ugięcia powierzchni jeziorka spawalniczego oraz głębokości wtopienia spoiny w pulsacyjnym spawaniu MIG/MAG [w:] „Przegląd Spawalnictwa" nr 1, str. 27-37 (reprint of paper Measurement and Estimation of Weld Pool Surface Depth and Weld Penetration in Pulsed Gas Metal Arc Welding from „Welding Journal", vol. 89), 2009.
• 17. M. Sukamu, R. Tsuboi, K. Kubo, S. Asai, Development oF Welders Training Suport System with Visual Sensors, IIW document or XII-181 3-04, Proceedings of IIW 2004 Conference, pp. 103-108, Osaka.
• 18. R. Jastrzębski, J. Kielczyk, M. Bielecki, A. Jastrzębski, A. Kulik, E. Pawlik, Z. Prusak, Możliwości wykorzystania technik komputerowych do wspomagania oceny radiogramów spoin i do tworzenia trenażerów radiologów [w:] „Dozór Techniczny" nr 2, str. 20-27, 2017.
• 19. R. Jastrzębski, Z. Prusak, S. Padula, D. Przytuła, A. Jastrzębski, Sz. Ociepa, Trenażer operatorów robotów w masce komputerowej ze wzbogaconą rzeczywistością [w:] „Dozór Techniczny" nr 5, str. 12-18, 2017.
• 20. R. Jastrzebski, Z. Prusak, R. Brozek, A. Jastrzębski, Un Simulador de Entrenamiento de Operadores de Robots en Mascara de Soldadura Computanzada Dotada de Realidad Aumentada, Proceedings of 22as Jornadas Tecnicas de Soldadura yTecnologias de Union, CESOL Conference, Madrid, Spain, 12-14 June 2018.
• 21. P. H. Lindsay, D. A. Norman, Human information processing. An introduction to psychology [w:] „Academic Press", New York 1972.
• 22. R. Jastrzębski, M. Godniak, T. Skakuj, A. Stencel, A. Trojnacki, L’application de la psychologie cognitive et de la mechanique des movement musculaires a l’entrainement des soudeurs [w:] „Soudage et Techniques Connexes", no. 11-12, pp. 47-51, 2001.
• 23. R. Jastrzębski, G. Padula, M. Cenin, B. Yalinkilicli, P. Brindel, Możliwości zastosowania techniki kosmicznej w szkoleniu spawaczy [w:] „Dozór Techniczny" nr 2, str. 26-31, 2016.
• 24. P. A. Łaski, D. Pietrala, Robot typu Delta z muskułami pneumatycznymi do zastosowań medycznych [w:] „Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie", str. 36-41, April 2019.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).