Opasrobotti Tiedekeskus Heurekassa

Abstract

Tässä insinöörityössä eritellään Heurekan opasrobotin kehitystyön aikana tehtyä suunnittelu- ja tutkimustyötä sekä päätöksiä. Tiedekeskus Heureka suunnittelee ja valmistelee näyttelyä tulevaisuuden kaupungeista ja teknologiasta. Näyttely avautuu vierailijoille kesällä 2014. Osaksi näyttelyä suunnitellaan robottia, joka toimisi näyttelyssä oppaana. Sen tehtävänä olisi johdattaa ihmisiä ennalta määriteltyihin paikkoihin näyttelyssä. Robottijärjestelmä olisi hyvä esimerkki ihmisen ja koneen välisten rajapintojen kehittämisestä ja robotiikasta.

Insinöörityössä esitellään opasrobotin prototyyppi ja sen pohjalta rakennettavan opasrobottijärjestelmän ominaisuuksia. Järjestelmän toiminnallisuudet tulevat olemaan samankaltaiset molemmissa kehityksen vaiheissa. Projekti päätettiin toteuttaa avoimen lähdekoodin Festo Robotino -robotilla. Robotin paikoituksen ja navigoinnin perusteet ja toimiva kommunikointi robotin ohjausyksikön ja käyttäjärajapinnan välillä ovat suurimmat haasteet projektissa. Robotin pääasiallinen tehtävä on olla sosiaalinen ja positiivinen ihmisiä kohtaan, joten ulkonäkö, toiminta ja kokonaisvaltainen turvallisuus ovat myös tärkeitä projektin osa-alueita. Robotin toiminnallisuuksien tulisi kiehtoa vierailijoita, ja saada heidät jopa uskomaan, että he ovat oikeasti tulevaisuudessa.

Kehitysalustan valinnan lisäksi projektin aikana oli tärkeää tutkia, mikä oli työajan ja budjetin puitteissa mahdollista. Tässä työssä keskityttiin etsimään tietoa aikaisemmista samankaltaisista sovelluksista, rakentaa järjestelmän osa-alueet ja sovittaa ne yhteen projektin resurssit mielessä pitäen.

This thesis describes the details regarding the planning, research and decisions made during the prototype build of the Heureka tour guide robot system. Science Center Heureka is planning on to set up an exhibition about future cities and future technology opening in summer 2014. As a part of the exhibition a robot would function as a tour guide showing the way for the visitors to specified places in the exhibition area. The robot system would be a good example of development of human-machine-interfaces and robotics.

A prototype of the robot system and some functions of the robot system to be built are presented in this thesis. The functionalities will be similar both in the prototype and the final robot system. It was decided that the basis for the robot development will be Festo Robotino, the Festo open source mobile robot. The basics for robot orientation and navigation and a functioning communication interface are the main challenges in this project. Because of the robot's main function of being social and positive towards human beings, also the look, behavior and comprehensive safety of the robot are important issues. All of the functionalities of the robot should be implemented so that the science center visitor would truly wonder at the science behind the functionalities of the robot and at its best, would make the visitor think that technology made today actually is the future.

It was also necessary to find out what was possible within the given resources program wise or physically and what was not. The focus and the goal in this project was to collect knowledge of completed and working applications, build the necessary functions and fit the pieces into each other.