Metode umjetne inteligencije za procjenu sila interakcije i medijacijsku navigaciju robotskog manipulatora na mobilnoj platformi

Mobile robotic manipulators have recently emerged and are today found in industrial and domestic environments. They can perform various tasks due to their ability to move in space. Since they consist of a mobile base on which a robotic manipulator is mounted, the knowledge of both mobile robots and robotic manipulators is required to control it eectively. Thus, ecient control schemes for both mobile base and manipulator need to be developed. This dissertation tackles both fields and proposes solutions to common problems in them. First, an ecient and modular control scheme that achieves the complex behaviour of the mobile base is developed. It is achieved using fuzzy mediation to fuse two simple behaviours (navigation to a given goal and obstacle avoidance). Also, an approach to obstacle avoidance based on neural networks is developed and successfully incorporated into the fuzzy mediation scheme. In the experiments, the approaches demonstrated good performance in navigation on two real-world robots of dierent sizes and shapes. Furthermore, approaches (based on neural networks) are proposed to estimate the end-eector forces acting on the manipulator and to estimate joint-side torques by using the sensor mounted under the robot base. The networks were trained for two manipulators of dierent sizes and payloads. They generalised well to unseen trajectories, and force and torque estimates are reasonably accurate.Mobilni robotski manipulatori su se pojavili tek nedavno, a već ih se može naći u industrijskim okolinama i domovima. Mogu obavljati razne zadatke zbog svoje mogućnosti kretanja u prostoru. Budući da se sastoje od mobilne baze na koju je montiran standardni robotski manipulator, potrebno je znanje iz područja mobilnih robota i robotskih manipulatora da bi se efikasno upravljalo takvim složenim sustavom. Stoga je potrebno razviti efikasne upravljačke sheme za mobilne platforme i za robotske manipulatore. Ova disertacija obuhvaća oba polja i predlaže rješenja za česte probleme u njima. Prvo je razvijena efikasna i modularna upravljačka shema koja ostvaruje kompleksno ponašanje mobilnog robota. To se postiže korištenjem medijacije temeljene na neizrazitoj logici, u cilju fuzije dva jednostavna ponašanja (navigacija i izbjegavanje prepreka). Također je razvijena i metoda za izbjegavanje prepreka temeljena na neuronskim mrežama, te uspješno ugrađena u shemu medijacije. U provedenim eksperimentima, dva stvarna robota različitih veličina i oblika su pokazala dobre performanse u navigaciji na dva stvarna robota različitih velična i oblika. Nadalje, predloženi su i razvijeni pristupi za procjenu sila koje djeluju na vrh robotskog manipulatora, te za procjenu momenata u zglobovima robota. Oba pristupa se temelje na neuronskim mrežama i koriste mjerenje senzora koji je postavljen ispod baze robota. Mreže su trenirane za dva manipulatora različitih veličina i nosivosti. One dobro generaliziraju za nepoznate trajektorije, te su procjene sila na vrhu i momenata u zglobovima prilično točne