Методы моделирования и дистанционного управления движением роботов тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.01 ВАК РФ

Введение.

Глава 1. Моделирование динамики роботов-манипуляторов.

1.1. Обзор методов описания кинематики и динамики манипуляционных роботов.

1.2. Вывод основных кинематических соотношений.

1.3. Формирование системы уравнений динамики.

1.4. Оценка вычислительной эффективности уравнений динамики.

1.5. Описание кинематики и динамики манипуляторов с поступательными шарнирами.

1.6. Применение символьных преобразований.

1.7. Модели приводов и механических передач.

Выводы.

Глава 2. Интегрирование уравнений динамики манипуляторов.

2.1. Использование неявной разностной схемы.

2.2. Учет ограничений по току и напряжению.

2.3. Применение неявных методов для манипуляторов с люфтом.

2.4. Учет упругости в шарнирах.

2.5. Применение неявных методов для манипуляторов с позиционно-скоростной следящей системой.

Выводы.

Глава 3. Моделирование движения космического манипулятора на имитационном стенде-тренажере.

3.1. Обзор систем моделирования космических манипуляторов.

3.2. Анализ динамики и условий функционирования БКМ и выбор архитектуры стенда-тренажера.

3.3. Организация работы стенда в масштабе реального времени.

3.4. Результаты экспериментов.

Выводы.

Глава 4. Управление роботами через сеть Интернет.

4.1. Обзор систем и методов дистанционного управления роботами.

4.2. Состав оборудования, программная реализация, потоки данных.

4.3. Виртуальная среда для дистанционного управления роботами.

4.4. Графический пульт управления роботом.

4.5. Дистанционное программирование движения роботов.

4.6. Экспериментальная отработка алгоритмов дистанционного управления.

4.6.1. Управление роботом манипулятором РМ-01.

4.6.2. Управление роботом манипулятором CRS А465.

4.6.3. Управление мобильным роботом Nomadic.

4.7. Задачи практикума по робототехнике с возможностью дистанционного управления роботом.

4.8. Обеспечение безопасности работы системы управления робота с открытым доступом через Интернет.

Выводы.

Глава 5. Взаимодействие робота-манипулятора с подвижными объектами.

5.1. Обзор существующих систем.

5.2. Постановка задач. Архитектура системы.

5.3. Автоматический захват стержня на бифилярном подвесе.

5.4. Взаимодействие со сферическими маятниками.

Выводы.

Глава 6. Управление роботом-манипулятором через Интернет в задаче захвата подвижного объекта.

6.1. Постановка задачи.

6.2. Алгоритмы прогнозирования движения объектов.

6.3. Экспериментальная отработка.;.

Выводы.

Общая характеристика работы. На многих российских и международных конференциях отмечалось, что в настоящее время значительный интерес в плане научных исследований и практического применения представляют дистанционно управляемые роботы. Это вызвано тем, что развитие новых технологий обуславливает возможность применения роботов в широком диапазоне задач, в которых требуется дистанционное присутствие оператора-эксперта. К их числу относятся применение роботов в местах экологических и техногенных катастроф, для исследования и обезвреживания подозрительных предметов в местах массового скопления людей, использование дистанционно-управляемых объектов для военных применений, использование роботов для сборки космических конструкций, проведения дистанционных экспериментов на международной космической станции (МКС). Новым перспективным приложением является использование роботов, управляемых через Интернет, для дистанционного обучения робототехнике.

В диссертации рассмотрены задачи, решение которых позволило выработать некоторые новые подходы к моделированию и дистанционному управлению движением роботов. Разработаны эффективные методы моделирования динамики роботов. Они были использованы для моделирования движений схвата бортового манипулятора космического корабля "Буран" на имитационном стенде-тренажере. Предложены и отработаны новые методы дистанционного управления роботами через сеть Интернет. Разработаны методы управления роботами при их взаимодействии с подвижными объектами. Эти методы позволили решать задачи дистанционного управления роботами в динамически изменяющихся средах.

Для обучения операторов навыкам дистанционного управления необходима разработка тренажеров, воспроизводящих особенности динамики движения роботов в требуемых рабочих условиях. В частности, для работы с космическими манипуляторами необходимо воспроизводить движение в условиях невесомости. Имитация движения должна выполняться в масштабе реального времени для формирования у операторов правильных навыков работы. Существующие системы моделирования космических манипуляторов, созданные в NASA (А. Hajare, 1989, S. Olendorf, 1991), ESA (J. Prince, P. Dieleman, 1989), ряде организаций нашей страны (Е.И. Юревич, 2002, В.П. Богомолов, 1993) используют мощную вычислительную базу, сложную вычислительную технику. Поэтому актуальна разработка эффективных методов моделирования, позволяющих реализовать качественный, универсальный тренажер на стандартной технике в лабораторных условиях.

С этой целью разработаны эффективные методы математического моделирования динамики манипуляторов. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение моделирующего комплекса для натурной имитации движения манипуляторов. С их помощью создан стенд-тренажер для моделирования в масштабе реального времени движений схвата большого космического манипулятора (БКМ) - бортового манипулятора космического корабля "Буран". Выполнено исследование динамики БКМ, проанализированы особенности управления манипулятором в ручном и автоматическом режимах, проведена натурная отработка задач захвата, перемещения и установки объектов с помощью БКМ в различных режимах управления.

Актуальность разработки данных методов обусловлена тем, что они могут применяться для моделирования различных типов манипуляторов (крупногабаритных манипуляторов, манипуляторов для экстремальных сред), непосредственные эксперименты с которыми трудно проводить в лабораторных условиях.

Актуальность работы по этому направлению подтверждается также тем, что она выполнялась в рамках исследований, проводимых в соответствии с Федеральной космической программой (программы "Пилот" и "Обслуживание"), международным проектом INTAS-94-1234, а также в соответствии с выполнением ряда НИР.

Новое перспективное направление научных исследований, имеющее важное практическое значение - дистанционное управление роботами в среде Интернет. Среди возможных приложений — дистанционное обучение (G.Hirzinger,1998), удаленное управление автоматизированными производствами (R.Luo, 1999), использование дистанционно-управляемых роботов для медицинских приложений (А. W.T. Но, I. Elhadjj, 2001), для работы в экстремальных средах (J. Yuh, 2000).

Список разработанных к настоящему времени систем управления роботами через Интернет представлен на сервере телеробототехники NASA (http://rainer.oact.hq.nasa.gov/telerobotics page/telerobotics.shtm'). Из отечественных разработок отметим систему дистанционного управления натурной моделью бортового манипулятора космического корабля "Буран", разработанную в ЦНИИРТК (В.А. Лопота, B.C. Заборовский, 2002) и систему управления лабораторными манипуляторами МИРЭА (И.М. Макаров, В.М. Лохин, С.В. Манько, М.П. Романов, 2001 и 2002).

Однако, прогресс в этой области сдерживается ограничениями сети Интернет на скорость передачи информации. Основная проблема управления через Интернет - наличие существенных произвольных временных задержек в канале связи. Это делает управление через Интернет затруднительным, а во многих случаях невозможным.

Разработанные к настоящему времени системы, управление роботами в которых основано на передаче телеизображений, обладают такими недостатками, как наличие существенных задержек в канале обратной связи и неудобная для оператора среда управления. Помимо существенных задержек при передаче видеоизображений, их размер и качество затрудняют оператору оценивание положения робота и расстояний между объектами рабочего пространства.

Для преодоления этих недостатков актуальной является разработка новых методов повышения эффективности управления роботами через Интернет. Они основаны на использовании виртуальных трехмерных моделей робота и его рабочего пространства в on-line режиме (режиме реального времени). Идея подхода состоит в том, что вместо больших по объему видео изображений передается минимальный набор параметров, однозначно определяющих состояние робота и его рабочей среды (набор обобщенных координат робота и координаты объекта, с которым он взаимодействует). Для определения координат объектов используется система технического зрения. В случае, если пропускной способности канала все же оказывается недостаточно для организации работы в реальном времени, используются кинематические и динамические модели движения робота и объектов рабочей среды.

Таким образом, предлагается использование "виртуального дублера" реальной рабочей среды для непосредственного управления реальным роботом, а не только для моделирования его работы, как это обычно использовалось ранее (A. Bejczy, 1995, Т. Kotoku, 2001). Это позволяет не только свести к минимуму задержки реакции системы на управляющие воздействия (за счет минимизации пересылаемых данных), но и обеспечить для оператора комфортную управляющую среду с возможностью смены направления обзора, увеличения деталей сцены, использования полупрозрачных изображений. Использование предложенных методов обеспечило возможность эффективного управления даже для низких скоростей передачи информации (в среднем порядка 0.1 — 0.5 Кб/сек) при использовании каналов связи общего пользования.

Для выполнения повторяющихся действий в автоматическом режиме разработан язык и среда дистанционного программирования движения роботов через сеть Интернет.

Актуальность предложенных методов обусловлена тем, что они применимы к широкому классу систем дистанционного управления роботами с задержками в каналах связи.

Особую сложность представляет класс задач, в которых робот должен функционировать в динамически изменяющейся рабочей среде (С.Л. Зенкевич, Р.В. Заединов, 2002, W. Hong, J.-J. Slotine, 1995, В. Bishop, 1998, D. Koditshek, 1994, H. Fassler, 1990). Для решения задач взаимодействия робота с подвижными объектами (их захвата, отслеживания траектории, ударного воздействия и т.п.) необходима разработка методов оценивания текущего положения объектов с помощью системы технического зрения, а также методов прогнозирования движения объектов и координированного управления роботом. Были решены задачи управления в автоматическом режиме роботом-манипулятором в случае захвата стержня на бифилярном подвесе и взаимодействия со сферическими маятниками. Использование динамических моделей объектов позволило не только определять и прогнозировать их фактическое движение, но и анализировать некоторые нетривиальные случаи изменения этого движения. Работы по этому направлению были выполнены в рамках исследований, проводимых в соответствии с Программой сотрудничества между Национальным центром научных исследований Франции CNRS и РАН

CARRA). Исследования поддержаны грантами РФФИ N 96-01-01003 и N99-01-00981.

Наконец, одной из самых интересных задач является задача взаимодействия с подвижными объектами при управлении роботом ♦ через сеть Интернет. Сложность задачи обусловлена наличием задержек в канале связи между роботом и оператором. Для решения задачи применялись методы, основанные на использовании системы технического зрения и прогноза движения объекта с помощью модели динамики его движения. Также использовался метод "распределенной автономии", при котором удаленный оператор выполнял планирование операций на высоком уровне, а сами они выполнялись автоматически на стороне робота. Актуальность разработанных подходов и методов обусловлена тем, что они могут быть использованы при решении сложных задач взаимодействия роботов с подвижными объектами или управления в сложных неструктурированных динамических средах.

Актуальность исследований по разработке методов управления роботами через Интернет подтверждается также тем, что они выполнялись в рамках работ, проводимых в соответствии с Комплексной программой научных исследований Президиума РАН, Федеральной целевой программой "Интеграция высшего образования и фундаментальной науки", Программой сотрудничества между Национальным центром научных исследований Франции CNRS и РАН (CARRA). Исследования поддержаны фантом РФФИ N 02-07-90223, совместными грантами CNRS-PAH SPI 9559 и 12257. Работа по этому направлению получила вторую премию на конкурсе INTAS, проводимом среди молодых ученых стран СНГ (Белоусов, 2001).

Цель работы состоит в создании методов математического и натурного моделирования роботов-манипуляторов и разработке алгоритмов для создания эффективных систем дистанционного управления роботами. Особое внимание уделено развитию методов управления роботами через сеть Интернет. Важной частью работы является исследование задач взаимодействия роботов с подвижными объектами со сложным динамическим поведением и использование полученных результатов для создания систем дистанционного управления в динамических средах с использованием подхода распределенной автономии.

Научная новизна. Разработаны новые методы моделирования динамики манипуляторов с нелинейными элементами в приводах. Разработан эффективный в вычислительном плане метод формирования и расчета коэффициентов уравнений динамики манипуляторов в форме уравнений Лагранжа II рода. Для интегрирования уравнений динамики манипуляторов с нелинейностями в моделях приводов и упругими элементами в шарнирах разработаны эффективные алгоритмы на основе неявных методов. С помощью разработанных методов создан стенд натурного моделирования движения большого космического манипулятора.

В работе предложен новый подход к созданию систем дистанционного управления роботами через сеть Интернет. Он основан на использовании эффективных алгоритмов обмена данными между контроллером робота и удаленным оператором, динамических моделей робота и объектов рабочей среды, и виртуальной среды управления ("виртуального дублера" робота и реальной рабочей среды), отображающей в реальном времени текущее состояние робота и его рабочего пространства. Впервые виртуальная среда используется не только для предварительной отработки операций, но и для непосредственного управления реальным роботом. Разработанные методы позволили преодолеть влияние задержек сети Интернет и позволяют создавать эффективные системы дистанционного управления роботами для медленных каналов связи общего пользования.

Новой является разработанная среда дистанционного программирования движения роботов через сеть Интернет.

Предложен эффективный метод выполнения операций захвата объектов роботом-манипулятором в ручном режиме управления. Метод основан на использовании полупрозрачных изображений.

Разработаны алгоритмы управления роботом-манипулятором при его взаимодействии с подвижными объектами с использованием в контуре управления системы технического зрения. Алгоритмы основаны на построении прогноза положения объектов с использованием моделей динамики их движения.

Разработаны алгоритмы взаимодействия робота с подвижными объектами при управлении роботом через сеть Интернет. Впервые проведена успешная натурная отработка алгоритмов с использованием каналов связи общего пользования. Это открывает новые возможности по использованию управляемых через Интернет роботов для их работы в динамически изменяющихся средах.

Все результаты диссертации являются новыми.

Практическая ценность работы. Создано математическое и программное обеспечение комплекса натурного моделирования движения бортового манипулятора космического корабля "Буран". Применение разработанных методов моделирования позволило организовать работу комплекса в масштабе реального времени, что дало возможность использовать его в качестве тренажера при обучении операторов. Результаты диссертации применялись в созданном в ЦНИИМАШ стенде-тренажере, который использовался для обучения космонавтов навыкам выполнения операций с манипулятором БКМ. Возможно применение разработанных методов и стенда для моделирования и натурного воспроизведения движения широкого класса роботов-манипуляторов. В частности, созданные алгоритмы «' использовались при моделировании динамики платформы наведения научной аппаратуры для проекта "Марс-98".

Разработанные методы управления роботами через сеть Интернет применимы к широкому классу систем дистанционного управления роботами с задержками в каналах связи. В частности, представляет интерес использование алгоритмов взаимодействия робота с подвижными объектами для моделирования, натурной отработки и непосредственного выполнения задач захвата объектов в космосе с помощью дистанционно управляемых робототехнических систем.

Разработан набор стандартных интерфейсов и программных модулей "Интернет робототехника", включающий систему трехмерной визуализации робота и его рабочего пространства, модуль 4» дистанционного программирования роботов, модуль передачи и отображения видеоинформации, интерфейсы оператора для управления мобильными и манипуляционными роботами, модуль сетевого обмена данными, модуль обеспечения безопасности работы систем управления с открытым доступом. С помощью этих модулей обеспечивается быстрая разработка систем управления через Интернет новыми типами роботов. В частности, были созданы системы управления через

Интернет роботами-манипуляторами РМ-01 и CRS А465, а также мобильным роботом Nomadic XR4000.

Особую актуальность представляет создание на базе * существующих и разрабатываемых систем управления роботами через

Интернет среды дистанционного обучения и научных исследований. Принципиальная особенность таких систем — возможность проведения экспериментов с реальным роботом и оборудованием — особенно важна для университетов и других учебных заведений, не имеющих такого оборудования. Разработанные системы с открытым дистанционным доступом позволят совместно использовать дорогостоящее робототехническое оборудование. Многие российские университеты проявили интерес к использованию таких систем.

Были разработаны задачи практикума по мехатронике для студентов механико-математического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова с возможностью дистанционного управления роботом-манипулятором через Интернет.

Апробация работы. Основные результаты докладывались на научно-практической конференции "Применение ЭВМ в задачах механики" (Севастополь, 1991 г.), на научно-практической конференции "Космическая робототехника: проблемы и перспективы" (Калининград, 1991 г.), на научно-технической конференции "Роботы в экстремальных средах" (С.- Петербург, 1992, 2001 и 2002 г.г.), на Международной конференции по крупногабаритным космическим конструкциям ICOLASS'93 (Новгород, 1993 г.), на 7ой Международной конференции по перспективной робототехнике International Conference on Advanced Robotics ICAR'95 (Сант Фелью де Гуиксол, Испания, 1995 г.), на Международной конференции по интеллектуальным роботам и системам IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems IROS'97 (Гренобль, Франция, 1997 г.) и IROS'2000 (Такаматсу, Япония, 2000 г.), на Международной конференции по робототехнике и автоматизации IEEE International Conference on Robotics and Automation ICRA'98 (Левен, Бельгия, 1998 г.) и ICRA'2001 (Сеул, Южная Корея, 2001 г.), на Международной конференции по адаптивным роботам и GSLT International Conference on Adaptive Robots and General System

Logical Theory (С.- Петербург, 1998 г.), на научной школе-конференции "Мобильные роботы и мехатронные системы" (Москва, 1998 г. и 2001 г.), на Международной конференции по визуализации информации IEEE International Conference on Information Visualisation IV'99 (Лондон, Англия, 1999 г.), на 6ой Конференции английского общества виртуальной реальности Sixth UK VR-SIG Conference (Сэлфорд, Англия, 1999 г.), на Семинаре по распределенной робототехнике и автоматизации (Сеул, Южная Корея, 2001 г.), на VIII Всероссийском съезде по теоретической и прикладной механике (Пермь, 2001 г.), 11ом Международном семинаре по робототехнике International Workshop on Robotics RAAD-2002 (Балатонфюред, Венгрия, 2002 г.), на 33ем Международном симпозиуме по робототехнике International Symposium on Robotics ISR'2002 (Стокгольм, Швеция, 2002 г.), на совместном расширенном заседании Научного совета РАН по робототехнике и автоматизации производства и Учебно-методического совета Министерства образования РФ (Москва, 2002 г.), на семинаре по робототехнике в Институте кибернетики Нанта (IRCCyN-CNRS) под руководством проф. К. Шеваллеро, на семинаре по робототехнике в Лаборатории анализа и архитектур систем (LAAS-CNRS, Тулуза, Франция) под руководством проф. М. Галлаба, на семинаре по компьютерной графике Группы компьютерной графики в университете Де Монтфорт (DMU, Милтон Кейнс, Англия) под руководством проф. Г. Клапворси, на семинаре по робототехнике в парижской Лаборатории робототехники (LRP) под руководством проф. Ф. Бидо, на Всероссийском семинаре "Механика и управление движением роботов" на механико-математическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова под руководством акад. Д.Е. Охоцимского и проф. Ю.Ф. Голубева, на семинаре в ИПМ им. М.В. Келдыша РАН под руководством акад. Д.Е. Охоцимского, на семинаре по теоретической механике в МЭИ, на семинаре в Институте проблем механики РАН под руководством проф. В.Г. Градецкого, на семинаре по прикладной механике и управлению в Институте механики МГУ им. М.В. Ломоносова под руководством акад. А.Ю. Ишлинского.

Разработанная система управления через Интернет роботом CRS А465 была успешно продемонстрирована во время "Дней цифровых технологий" (Монтэпо, Франция, 1999 г.). Возможности системы управления через Интернет роботом РМ-01 были продемонстрированы во время робототехнической выставки в рамках "Дня механико-математического факультета" в МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва, 2001 г. и 2002 г.). В мае 2001 года во время Семинара по распределенной робототехнике и автоматизации в рамках Международной конференции по робототехнике IEEE International Conference on Robotics and Automation ICRA'2001 (Сеул, Южная Корея), был проведен успешный сеанс управления роботом РМ-01 через Интернет по обычному каналу связи (на расстоянии свыше 10000 км).

На основе результатов диссертации подготовлен и прочитан спецкурс "Моделирование и дистанционное управление роботами через сеть Интернет" на механико-математическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова (спецкурс читается с февраля 2002 г.).

Публикации. По результатам работы имеется 41 публикация, включая 13 статей в журналах и сборниках [4,8,10,14,18,20-21,2324,51,84,99,194], 19 докладов на конференциях [6-7,11,1517,19,52,70,78,80-81,83,85-86,172-174,193] (17 статей и 2 тезисов), 4 препринта [5,22,49-50], 2 отчета [9,79] и 3 электронные публикации [1213,82].

Вклад автора. Автором самостоятельно выполнены исследования, положенные в основу материала глав 1-4, а задачи, представленные в главах 5 и 6, решались автором в составе научного коллектива. В задаче, представленной в главе 5, автором разработаны алгоритмы управления движением робота, выполнена интеграция программного обеспечения всех компонент экспериментального стенда, экспериментальная отработка алгоритмов управления. Автор принимал участие в разработке моделей динамики объектов и методов анализа ситуаций. В задаче, представленной в главе 6, автором предложена постановка задачи, разработаны алгоритмы управления роботом, архитектура системы, алгоритмы и программное обеспечение клиентской части и интерфейс оператора, процедуры обмена данными между модулями системы, выполнена экспериментальная отработка алгоритмов управления.

Благодарности. Автор считает своим долгом выразить благодарность всем, с кем посчастливилось сотрудничать при постановке и решении задач, включенных в данную диссертационную работу. Это сотрудники ИПМ им. М.В. Келдыша РАН академик РАН, д.ф.-м.н. Д.Е.Охоцимский, д.ф.-м.н., профессор А.К.Платонов, д.ф.-м.н. В.В.Сазонов, д.ф.-м.н. В.А.Карташев, д.ф.-м.н. С.М.Соколов, к.ф.-м.н. В.Ю.Чебуков, к.ф.-м.н. В.С.Ярошевский, к.ф.-м.н. А.А.Богуславский, инженер С.Н.Емельянов. Автор благодарен руководителю группы компьютерной графики университета де Монтфорт (Милтон Кейнс, Англия) профессору Г. Клапворси и сотруднику лаборатории анализа и архитектур систем (Тулуза, Франция) д-ру М. Деви за содержательное обсудение и ценные рекомендации при выполнении отдельных фрагментов работы.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы, содержит 257 страниц текста, 71 рисунок. Список цитируемой литературы — 210 наименований.

Основные результаты диссертации могут быть сформулированы следующим образом.

1. Создан макет стенда-тренажера для моделирования движения бортового манипулятора космического корабля "Буран". Движение схвата манипулятора с учетом невесомости, инерции, упругости и нелинейностей в моделях приводов рассчитывается в вычислительной машине, а для его физического воспроизведения используется промышленный робот РМ-01 с другой кинематической схемой и динамикой. Разработаны методы моделирования динамики манипуляторов и алгоритмы работы стенда, обеспечившие воспроизведение движения в масштабе реального времени. На стенде была продемонстрирована принципиальная возможность проведения натурной отработки операций с помощью космического манипулятора в различных режимах управления. На базе этой разработки в ЦНИИМаш был создан стенд, который использовался для тренировки операторов-космонавтов. Актуально использование подобных стендов для моделирования движения крупногабаритных манипуляторов в лабораторных условиях.

2. Разработан метод расчета коэффициентов уравнений динамики манипуляторов в форме уравнений Лагранжа II рода. Метод применим для манипуляторов с вращательными и поступательными шарнирами, соседние оси которых перпендикулярны или параллельны. Метод позволяет решать прямую и обратную задачи динамики, удобен для реализации на ЭВМ. Использование матриц размера 3x3 и векторов относительных перемещений обеспечило высокую вычислительную эффективность расчета динамических коэффициентов. Для интегрирования уравнений динамики манипуляторов с нелинейностями в моделях приводов и упругими элементами в шарнирах разработаны эффективные алгоритмы на основе неявных методов.

3. Выполнены синтез и натурная отработка алгоритмов автоматического взаимодействия робота-манипулятора РМ-01 с подвижными объектами, обладающими сложным динамическим поведением. Эксперименты проводились с двумя типами объектов — стержнем на бифилярном подвесе и сферическими маятниками. Существенным в этих экспериментах является использование в контуре управления роботом системы технического зрения и выполнение прогноза движения объектов на основе их динамических моделей. Выполнены эксперименты возрастающей сложности, установившие предельные требования к точности работы системы технического зрения, выполнения прогноза и управления роботом.

4. Предложены и реализованы новые методы дистанционного управления роботами через сеть Интернет, обеспечившие эффективную работу в каналах связи общего пользования при наличии задержек. Методы основаны на использовании для непосредственного управления роботом виртуальной среды, содержащей графические модели робота и его рабочего пространства, и отображающей их текущее состояние в масштабе реального времени. Разработаны язык и среда дистанционного программирования движения роботов. Методы применимы к широкому классу систем дистанционного управления роботами с задержками. На основе разработанных методов были созданы системы управления через Интернет роботами-манипуляторами

РМ-01, CRS А465, а также мобильным роботом Nomadic XR4000. Эффективность подхода подтверждена многими экспериментами, проведенными в разных условиях с использованием стандартных каналов связи.

5. На базе разработанных систем создана среда дистанционного обучения робототехнике и мехатронике. Принципиальная особенность системы - возможность проведения через Интернет экспериментов с реальным роботом — особенно важна для учебных заведений, не имеющих робототехнического оборудования. Разработаны задачи практикума по мехатронике для студентов механико-математического факультета МГУ.

6. Разработаны методы управления манипулятором через сеть Интернет в задаче захвата подвижного объекта. Экспериментально отработан подход "распределенной автономии", позволяющий сочетать использование навыков оператора при планировании задачи на верхнем уровне с возможностью робота более точно выполнять финальную стадию операции захвата в автоматическом режиме. Данный подход обеспечивает простое и надежное управление роботами в динамических средах при наличии задержек в каналах связи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Арушанян О.Б., Залеткин С.Ф. Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений на Фортране. — М.: МГУ, 1990.

2. Аузиныи Я.П., Слиеде П.Б. Имитационное моделирование на ЭЦВМ динамики манипуляционных механизмов на основе неявного метода // Изв. АН СССР, Техническая кибернетика, 1984, N6.

3. Балабан И.Ю., Боровин Г.К., Сазонов В.В., Язык программирования правых частей уравнений движения сложных механических систем / Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, N 62, 1998, 22 с.

4. Белоусов И.Р., Карташев В.А. Натурное моделирование движений манипулятора в реальном масштабе времени / Сб. "Программное обеспечение прикладных систем". — М.: Наука, 1992, с.214-219.

5. Белоусов И.Р. Неявные алгоритмы интегрирования уравнений динамики манипулятора с нелинейными элементами в приводах / Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша, N 73, 1992.

6. Белоусов И.Р., Карташев В.А. Моделирование динамики космического манипулятора в масштабе реального времени // Труды научно-технической конференции "Роботы в экстремальных условиях". С.-Петербург, 21-22 мая 1992 г.

7. Белоусов И.Р., Карташев В.А. Интегрирование уравнений динамики космического манипулятора в масштабе реального времени // Труды международной конференции ICOLASS'93, Новгород, 1993, с. 33-35.

8. Белоусов И.Р. Аппаратно-программный комплекс для моделирования динамики роботов-манипуляторов / Научно-технический сб. "Технология", сер. "Гибкие производственные системы и робототехника", вып. 3-4, Москва, 1993, с. 33-39.

9. Белоусов И.Р. Применение метода символьных преобразований для формирования алгоритмов параллельных вычислений в задачах кинематики и динамики роботов / Отчет ИПМ им. М.В. Келдыша РАН № 5-19-93, 1993, 25 с.

10. Белоусов И.Р., Богуславский А.А., Емельянов С.Н., и др. Захват подвижного объекта роботом-манипулятором // Изв. РАН, МТТ, N 4, 1998, с. 102-116.

11. Белоусов И.Р., Богуславский А.А., Емельянов С.Н., и др. Система "глаз-рука" в задачах взаимодействия робота с подвижными объектами // Труды научной школы-конференции "Мобильные роботы и мехатронные системы", Москва, 3-4 декабря, 1998, с. 1056.

12. Белоусов И.Р. Моделирование космических роботов, Описание исследований на Web сервере ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, 1998, http://www.keldvsh.ru/pages/5-dep-robot/rus/main.htm.

13. Белоусов И.Р. Интернет робототехника, Описание исследований на Web сервере ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, 2000, http://www.keldysh.ru/pages/i-robotics/home.html.

14. Белоусов И.Р., Богуславский А.А., Емельянов С.Н., и др. Взаимодействие робота-манипулятора со сферическими маятниками // Изв. РАН, МТТ, № 1, 2001, с. 194-204.

15. Белоусов И.Р. Эффективное телеуправление роботами через сеть Интернет // Труды 12ой научно-технической Конференции "Экстремальная робототехника", С.-Петербург, 2001, с. 166-170.

16. Белоусов И.Р. Методы эффективного управления роботами через сеть Интернет // VIII Всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике, Пермь, 2001, с. 91-92.

17. Белоусов И.Р., Сазонов В.В., Чебуков С.Ю. Опыт разработки и использования системы управления роботом-манипулятором через сеть Интернет // Труды научной школы-конференции "Мобильные роботы и мехатронные системы", Москва, 3-4 декабря, 2001, с. 217-226.

18. Белоусов И.Р. Некоторые новые эффективные методы управления роботами через сеть Интернет // ДАН, том 383, № 2, 2002, с. 198201.

19. Белоусов И.Р., Сазонов В.В., Чебуков С.Ю. Управление роботом-манипулятором через сеть Интернет в задаче захвата подвижного объекта // Труды 13ой научно-технической Конференции "Экстремальная робототехника", С.-Петербург, 2002.

20. Белоусов И.Р. Алгоритмы управления роботом-манипулятором через сеть Интернет // Математическое моделирование, том 14, № 8, 2002, с. 10-15.

21. Белоусов И.Р. Виртуальная среда для телеуправления роботами через сеть Интернет // Изв. РАН, Теория и системы управления, № 4,2002, с. 135-141.

22. Белоусов И.Р. Формирование уравнений динамики роботов-манипуляторов / Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, № 45, 2002, 32 с.

23. Белоусов И.Р., Сазонов В.В., Чебуков С.Ю. Захват подвижного объекта роботом-манипулятором, управляемым через Интернет // ДАН, том 387, № 4, 2002.

24. Белоусов И.Р. Управление роботами через сеть Интернет / Сб. "Новое в управлении и автоматике". — М.: Наука, 2002.

25. Богомолов В.П., Кулаков Ф.М. Информационно-управляющие системы нетрадиционно используемых роботов // Изв. РАН, Теория и системы управления, N 4, 1999, с. 168-176.

26. Бурков И.В., Первозванский А.А., Фрейдович Л.Б. Стабилизация положения упругого робота ПД-регулятором // Изв. РАН, Теория и системы управления, N 1, 1996, с. 159-165.

27. Вильке В.Г. Теоретическая механика. — М.: МГУ, 1991.

28. Виттенбург Й. Динамика систем твердых тел. М.: Мир, 1980.

29. Вукобратович М., Стокич Д., Кирчански Н. Неадаптивное и адаптивное управление манипуляционными роботами.— М.: Мир, 1989.

30. Голубев Ю.Ф. Основы теоретической механики. — М.: МГУ, 1992, 525 с.

31. Голубев Ю.Ф., Погорелов Д.Ю. Компьютерное моделирование шагающих роботов // Фундаментальная и прикладная математика, 1998, том 4, N 2, с. 523-534.

32. Гурфинкель Е.В., Формальский A.M. Об управлении движением при помощи рукоятки с отображением усилий // Изв. РАН, Теория и системы управления, № 1, 1996, с. 150-158.

33. Дистанционно управляемые роботы-манипуляторы. М.: Мир, 1976.

34. Дьяконов В.П. Вейвлеты: от теории к практике. М.: Солон-Р, 2002.

35. Евстигнеев Д.В., Тягунов О.А. Мультимедийные компьютерные учебники для дистанционного обучения студентов по робототехнике // Труды 12ой научно-технической Конференции "Экстремальная робототехника", С.-Петербург, 2001, с. 361-364.

36. Ефимов Г.Б., Погорелов Д.Ю. Универсальный механизм пакет программ для моделирования динамики систем многих тел / Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, N 77, Москва, 1993.

37. Зенкевич C.JI., Заединов Р.В. Робот для игры в настольный теннис: особенности проектирования сенсорной подсистемы // Труды научной школы-конференции "Мобильные роботы и мехатронные системы", Москва, 3-4 декабря, 2001, с. 238-252.

38. Зуева Е.В., Мирер С.А., Садов Ю.А., Сарычев В.А. Алгоритмы управления роботом-манипулятором, производящим сборку по чертежу / Сб. "Динамика управляемых систем". — М.: Наука, 1979.

39. Каханер Д., Моулер К., Нэш С. Численные методы и программное обеспечение. М.: Мир, 2001, 575 с.

40. Козлов В.В., Макарычев В.П., Тимофеев А.В., Юревич Е.И. Динамика управления роботами. — М.: Наука, 1984.

41. Коноплев В.А. Агрегативные модели механики систем твердых тел со структурой дерева // Изв. АН СССР, МТТ, N 6, 1989, с 46-54.

42. Ланцош К. Практические методы прикладного анализа. — М.: Физматгиз, 1961.

43. Макаров И.М., Лохин В.М., Манько С.В., Романов М.П. Система дистанционного обучения по робототехнике и мехатронике на базе Интернет // Труды 12ой научно-технической Конференции "Экстремальная робототехника", С.-Петербург, 2001, с. 353-361.

44. Малышев А.Б., Чуменко В.Н. Универсальные программы моделирования динамики манипуляционного робота / Сб. "Роботы и РТС", Иркутск, 1983, 117-126.

45. Мудров А.Е. Численные методы для ПЭВМ на языках Бейсик, Фортран и Паскаль. Томск: МП "Раско", 1991, 272 с.

46. Накано Э. Введение в робототехнику. — М.: Мир, 1988.

47. Охоцимский Д.Е., Голубев Ю.Ф. Механика и управление движением автоматического шагающего аппарата. М.: Наука, 1984.

48. Охоцимский Д.Е., Платонов А.К., Белоусов И.Р., и др. Автоматический захват подвижного объекта роботом манипулятором / Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, № 78, 1996, 24 с.

49. Охоцимский Д.Е., Платонов А.К., Белоусов И.Р., и др. Взаимодействие робота с подвижными объектами / Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, № 6, 1999, 24 с.

50. Охоцимский Д.Е., Платонов А.К., Белоусов И.Р., и др. Взаимодействие робота-манипулятора с подвижными объектами / Сб. "Пространства жизни".-М: Наука, 1999, с. 181-192.

51. Охоцимский Д.Е., Платонов А.К., Белоусов И.Р., и др. Методы управления роботом-манипулятором в задачах взаимодействия с подвижными объектами // Труды 12ой научно-технической Конференции "Экстремальная робототехника", С.-Петербург, 2001, с. 22-26.

52. Погорелов Д.Ю. Алгоритмы синтеза и численного интегрирования уравнений движения систем тел с большим числом степеней свободы // VIII Всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике, Пермь, 2001, с. 490.

53. Погорелов Д.Ю. О кодировании символьных выражений при генерировании уравнений систем многих твердых тел // Изв. РАН, Техническая кибернетика, 1993, N 6.

54. Пол Р. Моделирование, планирование траекторий и управление движением робота-манипулятора. М.: Наука, 1976.

55. Попов Е.П., Верещагин А.Ф., Зенкевич C.JI. Манипуляционные роботы: динамика и алгоритмы. — М.: Наука, 1980.

56. Попов Е.П. Управление роботами-манипуляторами // Изв. АН СССР, Техническая кибернетика, 1974, N 6, с.51-56.

57. Потапенко Е.М. Робастное управление роботом // Изв. РАН, Техническая кибернетика, N 3, 1993, с. 183-190.

58. Промышленный робот РМ-01. Руководство по программированию.

59. Решмин С.А. Динамика манипулятора с упругими шарнирами // Изв. РАН, Теория и системы управления, N 4, 2001, с. 168-176.

60. Самарин А.И. Управление поведением объектов во внешней среде и возможности нейросетевых решений // Изв. РАН, Теория и системы управления, N 5, 1999, с. 139-143.

61. Скворцов JI.M. Адаптивные методы численного интегрирования в задачах моделирования динамики систем // Изв. РАН, Теория и системы управления, N 4, 1999, с. 72-79.

62. Справочник по промышленной робототехнике. — М.: Машиностроение, 1990.

63. Столниц Э., Дероуз Т., Салезин Д. Вейвлеты в компьютерной графике: теория и приложения. Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2002, 272 с.

64. Формальский A.M. Перемещение антропоморфных механизмов. -М.: Наука, 1982.

65. Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Робототехника. М.: Мир, 1989.

66. Черноусько Ф.Л., Болотник Н.Н., Градецкий В.Г. Манипуляционные роботы: динамика, управление, оптимизация. -М.: Наука, 1989, 368 с.

67. Чуй К. Введение в вейвлеты. М.: Мир, 2001, 412 с.

68. Эдзари М., Уно Т., Иода X., Гото Т., Такеясу К. Интеллектуальный робот, способный понимать окружающую обстановку и принимать решения / Сб. "Интегральные роботы". -М.: Мир, 1973, с. 87-99.

69. Alami R., Belousov I.R., Fleury S., et al. Diligent: towards a human-friendly navigation system // Proc. IEEE/RSJ Intern. Conf. on Intelligent Robots and Systems IROS'2000, Takamatsu, Japan, October 30-November 5, 2000, p. 21-26.

70. Albert K., Langwald J., Hirzinger H., et al. Proven techniques for robust vision servo control // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, Workshop WS-2 "Robust vision for vision-based control of motion", Leuven, Belgium, May 16-20, 1998.

71. Anderson R. A robot ping-pong player: Experiment in real time control, MIT Press, Cambridge, MA, 1987.

72. Armstrong W.W. Recursive solution to the equations of motion of an n-link manipulator // Proc. of the 5 th World Congress on Theory of Mach. and Mech., Montreal, 1979, p. 1343-1346.

73. Backes P., Tso K., Norris J., et al. Internet-based operations for the Mars polar lander mission // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation ICRA'2000, San Francisco, USA, April, 2000, p.2025-2032.

74. Balafoutis C., Patel R., Misra P. Efficient modeling and computation of manipulator dynamics using orthogonal cartesian tensors // IEEE J. Robotics and Automation, vol. 4, N 6, p. 665-676.

75. Bejczy A. Virtual reality in telerobotics //Proc. 7th Intern. Conf. on Advanced Robotics ICAR'95, Saint Feliu de Guixols, Spain, Sept., 1995.

76. Bejczy A., Kim W., Venema S. The phantom robot: predictive displays for teleoperation with time delay, IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1990, pp. 546-551.

77. Belousov I.R., Kartashev V.A., Okhotsimsky D.E. Real time simulation of space robots on the virtual robotic testbed // Proc. 7th Intern. Conf. on Advanced Robotics ICAR'95, Sant Feliu de Guixols, Spain, Sept. 2022, 1995, p. 195-200.

78. Belousov I., Devy M., Huynh F., Khatib M. Programming robots with Rcl/Rci — robot control language and robot control interface / Technical report, LAAS-CNRS, France, 1998, 30 p.

79. Belousov I. Rcl/Rci: multi-platform Tcl/Tk-based robot control language and robot control interface // Proc. Intern. Conf. on Adaptive Robots and General System Logical Theory, St.-Petersburg, Russia, July 7-10, 1998.

80. Belousov I. Internet Robotics: Problems, Approaches, Results and Perspectives, INTAS Young Scientists Writing Competition, Second Prize, 2000, http://www.intas.be/fund/Ys/belousov.htm.

81. Belousov I., Clapworthy G., Chellali R. Virtual reality tools for Internet robotics // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation ICRA'2001, Seoul, Korea, May, 2001, p. 1878-1883.

82. Belousov I., Clap worthy G. Remote programming and Java3D visualisation for Internet robotics // SPIE's International Technical Group Newsletter, Vol. 11, No. 1, February 2002, p. 8.

83. Belousov I., Chellali R., Clapworthy G., Okhotsimsky D., Sazonov V. Robot interaction with fixed and moving objects via the Internet // Proc. 11th Intern. Workshop on Robotics RAAD-2002, Balatonfured, Hungary, June 30 July 2, 2002, p. 33-38.

84. Belousov I., Sazonov V., Chebukov S. Control via the Internet of the robot interacting with moving object // Proc. 33rd Intern. Symp. on Robotics ISR'2002, Stockholm, Sweden, October 7-11, 2002.

85. Bicchi A., Coppelli A., Quarto F., et al. Breaking the Lab's walls tele-laboratories at the University of Pisa // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation ICRA'2001, Seoul, Korea, May 21-26, 2001, p. 1903-1908.

86. Bishop В., Spong M. Vision-based objective selection for robust ballistic manipulation // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, Workshop WS-2 "Robust vision for vision-based control of motion", Leuven, Belgium, May 16-20, 1998.

87. Bloch A., Leonard N., Marsden J. Stabilisation of the pendulum on a rotor arm by the method of controlled Lagrangians // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, Detroit, USA, May 1999, p. 500505.

88. Brady K., Tarn T.-J. Internet-based teleoperation // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation ICRA'2001, Seoul, Korea, 2001, p. 644-649.

89. Burdea G. The synergy between virtual reality and robotics // IEEE Trans, on Robotics and Automation, Vol. 15, No. 3, 1999, p. 401-410.

90. Cannon M., Slotine J.-J. Space frequency localized basis function network for nonlinear system estimation and control // Neurocomputing, 9(3), 1995.

91. Castelain J.M, Bernier D. A new program based on the hipercomplex theory for automatic generation of the direct differential model of robot manipulators // Mech. mach. theory, vol. 25, N 1, 1990, p. 69-83.

92. Chang K.-S., Khatib O. Operational space dynamics: efficient algorithms for modeling and control of branching mechanisms // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, San Francisco, CA, April, 2000.

93. Cheng P., Weng C., Chen C. Symbolic derivation of dynamic equation of motion for robot manipulator using program symbolic method // IEEE J. Robotics and Automation, 4, N 6, 1988, p. 599-609.

94. Chong N., Kotoku Т., Ohba K., et al. Exploring interactive simulator in collaborative multi-site teleoperation // Proc. IEEE Intern. Workshop on Robot and Human Interactive Communication ROMAN'Ol, September 18-21, 2001, Bordeaux-Paris, p. 243-248.

95. Chong N., Kotoku Т., Ohba K., Komoriya K., Tanie K. Virtual repulsive force field guided coordination for multi-telerobot collaboration // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation ICRA'2001, Seoul, Korea, May 21-26, 2001, p. 1013-1018.

96. Ciufo P., Atkinson D. Robotoy, http://robotoy.elec.uow.edu.au/ roboframe.html

97. Clapworthy G., Belousov I.R., Savenko A., et al. Medical visualisation, bio-mechanics, figure animation, robot teleoperation: themes and links / Confluence of Computer Vision and Computer Graphics, Kluwer Academic Publishers, 2000, p. 215-228.

98. Daintree R., Speed G. Robotic simulation support to system development // Proc. 2nd Europ. In-orbit Operation Technol. Symp, Toulouse, 12-14 Sept, 1989, p. 281-287.

99. Dapper M., Maafl R., Zahn V., Eckmiller R. Neural force control (NFC) applied to industrial manipulators in interaction with moving rigid objects // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, Leuven, Belgium, May, 1998.

100. De Luca A., Lucibello P. A general algorithm for dynamic feedback linearisation of robots with elastic joints, Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, Leuven, Belgium, May, 1998, p. 504-510.

101. Denavit J, Hartenberg R. A kinematic notation for lowerpair mechanisms based on matrices // J. Appl. Mech., 77, 1955, p. 215-221.

102. Emami R., Goldenberg A., Turksen I. Fuzzy-logic dynamics modeling of robot manipulators // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, Leuven, Belgium, May, 1998.

103. Fassler H., Beyer H., Wen J., A robot ping pong player: optimized mechanics, high performance 3D vision, and intelligent sensor control / Robotersysteme 6, Springer-Verlag, 1990, p. 167-170.

104. Featherstone R. A divide-and-conquer articulated-body algorithm for parallel 0(log(n)) calculation of rigid-body dynamics. Part 1: Basic algorithm // Int. J. Robotics Research, vol. 18, no. 9, 1999, p. 867-875.

105. Featherstone R., Orin D. Robot dynamics: equations and algorithms // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, San Francisco, CA, April, 2000.

106. Fijany A., Sharf I., D'Eleuterio G. Parallel O(logN) algorithms for computation of manipulator forward dynamics // IEEE Trans. Robotics and Automation, Vol. 11, No. 3,, June 1995, p. 389-400.

107. Fitzpatrick Т. Live remote control of a robot via the Internet // IEEE Robotics and Automation Magazine, Vol. 6, No. 3, September 1999, p. 7-8.

108. Freund E., Rossmann J. Projective virtual reality: bridging the gap between virtual reality and robotics // IEEE Trans, on Robotics and Automation, Vol. 15, No. 3, 1999, p. 411-421.

109. Fukuda T. Network systems for robotics and automation // IEEE Robotics and Automation Magazine, Vol. 5, No. 4, December 1998, p.4.

110. Goldberg K., Bekey G. Telegarden, http://telegarden.aec.at/

111. Gradetsky V., Veshnikov V., Kalinichenko S., Liapunov V., Fedorov V. Trajectory planning system in modular design for mobile robots, p. 887-900.

112. Grimbert D. Dynamic testing of a docking system // First EIOOTS Symp., Darmstadt, 7-9 Sept, 1987.

113. Guan Y., Но Т., Zhaug H. UA telehand an integrated robotic hand simulator system for teleoperation via the Internet // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation ICRA'2001, Seoul, Korea, 2001, p. 1909-1914.

114. Hajare A.R., Brown P. Payloads simulation the Shuttle mission training facility // AIAA Pap., 1989, N 8, p. 31 -42.

115. Hamel W. Observations concerning Internet-based teleoperations for hazardous environments // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation ICRA'2001, Seoul, Korea, May 21-26, 2001, p. 638-643.

116. Han J.-Y. Fault-tolerant computing for robot kinematics using linear arithmetic code // IEEE Int. Conf. Robotics and Automation, Cincinnati, May 13-18, 1990, vol. 1, p. 285-290.

117. Hankins W, Mixon R. Manual control of the Langley laboratory telerobotic manipulator // IEEE Int. Conf on SMS, Cambridge, 14-17 Nov., vol. 1, 1989, p. 127-132.

118. Henon M. On the numerical computation of Poincare maps // Physica 5D, 1982, p. 412-414.

119. Hirzinger G., Fisher M., Brunner В., et al. Advances in robotics: the DLR experience // Int. J. Robotics Research, Vol. 18, No. 11, November 1999, p. 1064-1087.

120. Hirzinger G., Sensor-based space robotics — ROTEX and its telerobotic features // IEEE Trans. Robotics and Automation, Vol. 9, No. 5, Oct., 1993.

121. Hirzinger G., Brunner В., Dietrich J., Heindl J., ROTEX the first remotelly controlled robot in space // Proc. Int. Conf. on Robotics and Automation, San Diego, CA, USA, May 8-13, 1994.

122. Hirzinger G., Brunner В., Lampariello R., et al. Advances in orbital robotics // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, San Francisco, CA, April, 2000, p. 898-907.

123. Hirzinger G., Albu-Schaffer A., Hahnle M., et al. On a new generation of torque controlled light-weight robots // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, Seoul, Korea, May 21-26, 2001, p. 33563363.

124. Hollerbach J. A recursive Lagrangian formulation of manipulator dynamics and comparative study of dynamic complication complexity // IEEE Trans, on SMC, SMC-10, No 11, 1980, p. 730-736.

125. Hollerbach J., Thompson W., Shirley P. The convergence of robotics, vision, and computer graphics for user interaction // Int. J. of Robotics Research, Vol. 18, No. 11, November 1999, p. 1088-1100.

126. Hong S., Jeon J., Yoon J. A network-based robot graphic simulator // Proc. 32nd Intern. Symp. on Robotics, April, 2001, Seoul, Korea, p. 1294-1299.

127. Hong W., Slotine J.-J. Experiments in hand-eye coordination using active vision // Proc. 4th Intern. Symp. on Experimental Robotics, Stanford, California, June 30 July 2, 1995.

128. Huang H.-P., Wang C.-L. The modeling and control of the cluster tool in semiconductor fabrication // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation ICRA'2001, Seoul, Korea, May 21-26, 2001, p. 18261831.

129. Jagersand M. Image based predictive display for tele-manipulation // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation ICRA'99, Detroit, USA, May, 1999, p. 550-556.

130. Jain A., Rodriguez G. Computational robot dynamics using spatial operators // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, San Francisco, CA, April, 2000.

131. Ju M.S., Mansor J.M. Comparision of methods for developing the dynamics of rigid body systems // Int. J. Robotics Research, N6, 1989, p. 19-27.

132. Jung S., Yim S., Hsia Т. C. Experimental studies of neural network impedance force control for robot manipulators // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, Seoul, Korea, May, 2001.

133. Kahn M.E., Roth В. The near-minimum-time control of open-loop articulated kinematic chains // ASME J. Dynam. Syst., Measur. and Contr., vol. 93, 1971, p. 164-172.

134. Kane Т., Dynamics, New York, Holt, Rihehart and Wiston, 1968.

135. Kheddar A., Tzafestas C., Coiffet P. The hidden robot concept — high level abstraction teleoperation // Proc. IEEE/RSJ Intern. Conf. on Intelligent Robots and Systems IROS'97, Grenoble, France, Sept., 1997, p. 1818-1824.

136. Kheddar A. Augmented Reality Interface for Telerobotic applications via Internet, http://lsc.cemif.univ-evry.fr:8080/Projets/ARITl

137. Kim W. Computer vision assisted virtual reality calibration // IEEE Trans, on Robotics and Automation, Vol. 15, No. 3, 1999, p. 450-464.

138. Kircanski N., Vukobratovic M. A new program package for generation of efficient manipulator kinematic and dynamic equations in symbolic forms // Robotica, 1988, 6, N 4, p. 311-318.

139. Kikuchi J., Takeo K., Kosuge K. Teleoperation system via computer network for dynamic environment // Proc. 1998 IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, Leuven, Belgium, May 1998, p. 3534-3539.

140. Lathrop L.H. Parallelism in manipulator dynamics // Int. J. Rob. Res., vol.4, No 2, 1985, p. 80-102.

141. Leake S. A cartesian force reflecting teleoperation system // Computers Elect. Engn., vol 17, N 3, p. 133-146.

142. Lee C.S.G., Chang P.R. Efficient parallel algorithm for robot inverse dynamic computation // IEEE Trans, on SMC, vol. SMC-16, No 4, 1986, p. 532-542.

143. Lee C.S.G., Lee B.H., Nigam R. Development of generalized d'Alambert Equation of motion for mechanical manipulators // Proc 2nd conf. Decision and Control, San Antonio, 1983, p. 1205-1210.

144. Li C.G. A new method for dynamic analysis of robot manipulators // IEEE Trans, on Syst., Man and Cybern., 1988, 18, N 1, p. 105-114.

145. Luh J.Y.S., Walker M.V., Paul R.P.C. On-line computational scheme for mechanical manipulators // J. Dyn. Syst., Measurement and Control, vol. 102, June, 1980, p. 69-76.

146. Luo R., Lee W. Tele-Control of Rapid Prototyping Machine Via Internet for Automated Tele Manufacturing // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation ICRA'99, Detroit, USA, May, 1999, p.2203-2208.

147. Ma 0., Buhariwala K., Roger N., et al. MDSF a generic development and simulation facility for flexible, complex robotic systems // Robotica, vol. 15, p. 49-62, 1997.

148. Ma X., Xu X. A further study of Kane's equations // Proc. IEEE Int. Conf. Syst., Man and Cybern., Beijing, Aug. 8-12, 1988, p. 107-112.

149. Mahil S. On the application of Lagrange's method to the description of dynamic systems //IEEE Trans, on SMC, vol. SMC-12, N 6, 1982.

150. Marsh P. Robots, Salamander Books Ltd., London, 1985.

151. Masson Y., Fournier R. EVEREST: a virtual reality interface to program a teleoperated mission // Proc. IEEE/RSJ Intern. Conf. on Intelligent Robots and Systems IROS'97, Grenoble, France, Sept. 7-11, 1997, p. 1813-1817.

152. Matsumaru Т., Kawabata S., Kotoku Т., et al. Task-based data exchange for remote operation system through a communication network // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation ICRA'99, Detroit, USA, May, 1999, p. 557-564.

153. McKenzie D., Arkin R. Evaluating the usability of robot programming toolsets // Int. J. of Robotics Research, Vol. 17, No. 4, April 1998, p. 381-401.

154. Meirit С., Archibald С. Pose determination of a satellite grapple fixture using a wrist-mounted laser range finder // Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng., 1989, vol. 1002, p. 583-590.

155. Mitsuishi M., Tomisaki S., Yoshidome Т., et al. Tele-micro-surgery system with intelligent user interface // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, San Francisco, CA, April, 2000, p. 16071614.

156. Mladenova C. Mathematical modeling and control of manipulator system // Int. J. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, vol. 8, N4, 1991, p. 233-242.

157. Mondada F., Touzet C. Khepera robot, Kneb on the Web, http://remotebot.k-team.com/museum/

158. Murray J., Neuman C. Organizing customized robot dynamic algorithms for efficient numerical evaluation // IEEE Trans, on SMC-18,N 1, 1988.

159. NASA Space Telerobotics Program, http://ranier.hq.nasa.gov/ telerobotics page/realrobots.html

160. Nagamatsu H., Kubota Т., Nakatani I. Capture strategy for retrieval of a tumbling satellite by a space robotic manipulator // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, Minneapolis, Minnesota, 1996, p.70-75.

161. Nagamatsu H., Kubota Т., Nakatani I., Capture strategy for retrieval of a tumbling satellite by a space robotic manipulator // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, Albuquerque, New Mexico, April, 1997, p.3074-3079.

162. Oda M. Space robot experiments on NASDA'S ETS-VII satellite. Preliminary overview of the experiment results // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, Detroit, Michigan, May, 1999, p. 1390-1395.

163. Oda M. ETS-VII: space robot in-orbit experiment satellite // Proc. IEEE Int. Conf. On Robotics and Automation, April 22-28, 1996, Minneapolis, USA, p. 739-744.

164. Oda M., Doi T. Teleoperation system of ETS-VII robot experiment system II Proc. IEEE/RSJ Intern. Conf. on Intelligent Robotics and Systems IROS'97, Sept.7-11, 1997, Grenoble, France, p. 1644-1650.

165. Oda M. Space robot experiments on NASDA'S ETS-VII satellite // Proc. 29th Intern. Symp. On Robotics ISR'98, Apr.27-30, 1998, Birmingham, U.K., pp.77-83.

166. Okhotsimsky D., Platonov A., Belousov I., et al. Real time hand-eye system: interaction with moving objects // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation ICRA'98, Leuven, Belgium, May, 1998, p.l 683-1688.

167. Okhotsimsky D., Platonov A., Belousov I., et al. Real-time robot interaction with fast mobile objects // Proc. Intern. Conf. on Adaptive Robots and General System Logical Theory, St.-Petersburg, Russia, July 7-10, 1998.

168. Olendorf S., Nguyen C. GSFC robotics research for space application // Computers Elect. Engn., vol. 17, N3, 1991, p. 121-132.

169. Paul R. Manipulator cartesian path control // IEEE Trans, on SMC-9, Febr., 1979, p. 702-711.

170. Park F.C., Choi J., Ploen S. A Li group formulation of robot dynamics // Int. J. Robotics Research, Vol.14, No.6, Dec., 1995.

171. Pefiln L.F., Matsumoto K., Wakabayashi S. Force reflection for time-delayed teleoperation of space robots // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, San Francisco, CA, April, 2000, p. 31203125.

172. Piedbouf J.-C., de Carufel J., Aghili F., Dupuis E. Task verification facility for the Canadian special purpose dextrous manipulator // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, Detroit, USA, May, 1999, p. 1077-1083.

173. Prins J., Dieleman P., Jong K. The real-time HERMES robot arm simulator: HSF-P // Proc 2nd Europ. In-orbit Operation Technol. Symp, Toulouse, 12-14 Sept., 1989, p. 315-321.

174. Raibert M., Horn B. Manipulator control using the configuration space method // J. Ind. Rob., June 1978, p. 69-72.

175. Ramirez M., Gonzalez L., Ivankovic B. Distributed control environment // Proc. 2nd Intern. Workshop on Robot Motion and Control, October 18-20, 2001, Bukowy Dworek, Poland, p. 97-102.

176. Renaud N. An efficient iterative analytical procedure for obtaining a robot manipulator dynamic model // Proc. of First Int. Symp. of Rob. Research, Bretton Woods, New Hampshire, USA, 1983.

177. Rizzi A., Koditshek D. Progress in spatial robot juggling // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, Nice, France, 1992, p. 775780.

178. Rizzi A., Koditshek D. Further progress in robot juggling: solvable mirror laws // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, May, 1994, p. 2935-2940.

179. Rodriguez G., Jain A., Kreutz-Delgado K. A spatial operator algebra for manipulator modelling and control // Int. J. Robotics Research, vol. 10, no. 4, 1991, p. 371-381.

180. Rovetta R., Sala X., Togno A. Remote control in telerobotic surgery // IEEE Trans, on Systems, Man, and Cybernetics Part A: Systems and Humans, Vol. 26, No. 4, 1996, p. 438-444.

181. Sheridan T. Telerobotics, automation and human supervisory control. Cambridge, MA, MIT Press, 1992.

182. Sheridan T. Human supervisory control of robot system // Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, 1986.

183. Sheridan T. Space teleoperation through time delay: review and prognosis // IEEE Trans, on Robotics and Automation, Vol. 9, No. 5, October 1993.

184. Shi J.-X., Albu-Schaffer A., Hirzinger G. Key issues in the dynamic control of lightweight robots for space and terrestrial applications // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, Leuven, Belgium, May, 1998, p. 490-497.

185. Stein M., Tiebout A. PUMA paint, http://pumapaint.rwu.edu

186. Tan J., Belousov I.R., Clapworthy G. A virtual environment based user interface for teleoperation of a robot using the Internet // Proc. 6th UK VR-SIG Conf., Salford, U.K., Sept. 13-15, 1999, p. 145-153.

187. Tan J., Clapworthy G., Belousov I. Single image-based on-line camera calibration and VE modeling method for teleoperation via Internet // Proc. of the SPIE "Visual Data Exploration and Analysis", Vol. 4302, 2001, p. 1-12.

188. Taylor К., Trevelyan J. Australia's telerobot on the Web // Proc. 26th Intern. Symp. on Industrial Robots, Singapore, October 1995.

189. Taylor K., Australia's telerobot Web page, http://telerobot.mech.uwa.edu.au/

190. Terashima M., Sakane S. A human-robot interface using an extended digital desk // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation ICRA'99, Detroit, USA, May, 1999, p. 2874-2880.

191. Thomas M, Tesar D. Dynamic modeling of serial manipulator arms // Trans, of ASME, vol. 104, Sept, 1982, p. 218-228.

192. Uicer J.J. Dynamic force analysis of spatial linkages // ASME J. Appl. Mech., June, 1967, p. 418-424.

193. Vukobratovic M., Stepanenko Y. Mathematical model of general anthropomorphic systems // Math. Biosciences, Vol.17, 1973, p. 191242.

194. Vukobratovic M., Potkonjak V. Contribution to automatic forming of active chain models via Lagrangian form // J. Appl. Mech., N 1, 1979.

195. Vukobratovic M., Kircanski N. Real-time dynamics of manipulation robots, Springer-Verlag, 1985.

196. Walker M., Orin D. Efficient dynamic computer simulation of robotic mechanisms // ASME J. Dyn. Syst., Meas. and Contr., vol. 104, Sept. 1982, p. 205-211.

197. Wang L.T., Ravani B. Recursive computations of kinematic and dynamic equations for mechanical manipulators // IEEE J. Rob. and Autom., vol. RA-1, N 3, Sept. 1985, p. 124-131.

198. Wang Z., Takashi Т., Nakano E. Beyond teleoperation: an architecture for networked autonomous robots // SPIE's International Technical Group Newsletter, Vol. 11, No. 2, July 2002, p. 8-11.

199. Watanabe I., Slotine J.-J. Stable real-time prediction of the trajectories of light objects in air using wavelet networks / MIT-NSL 100195, 1995.

200. Winnendael M., Gallet P., Del Cueto P. ROSED: Robotic servicing demonstrator // Proc 2nd European In-Orbit Operation Technology Symp., Toulouse, 12-14 Sept. 1989, ESASP-297, p. 309-314.

201. Xavier, http://www.cs.cmu.edu/afs/cs.cmu.edu/Web/people/Xavier, 1999.

202. Yiu Y.K., Cheng H., Xiong Z.H., Liu G.F., Li Z.X. On the dynamics of parallel manipulators // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, Seoul, Korea, May, 2001.

203. Yoshida K., Hashizume K., Abiko S. Zero reaction maneuver: flight validation with ETS-VII space robot and extension to kinematically redundant arm // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation, Seoul, Korea, May 21-26, 2001, p. 441-446.