<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">kaz44</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Bulletin of Shakarim University. Technical Sciences</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2788-7995</issn><issn pub-type="epub">3006-0524</issn><publisher><publisher-name>«Шәкәрім университеті» КеАҚ</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.53360/2788-7995-2025-1(17)-1</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">kaz44-1437</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>АВТОМАТИЗАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>AUTOMATION AND INFORMATION TECHNOLOGY (ORIGINAL ARTICLE)</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОМ-МАНИПУЛЯТОРОМ  С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИЙ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>STUDY OF CONTROL ALGORITHMS FOR ROBOT MANIPULATOR USING MACHINE VISION TECHNOLOGIES</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0003-0171-6115</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Мусина</surname><given-names>Д. Ш.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Musina</surname><given-names>D. Sh.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Дарина Шамильевна Мусина – магистрант кафедры IT технологий</p><p>071412, г. Семей, ул. Глинки, 20 А</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Darina Musina – Master's student of the Department of IT Technologies</p><p>071412, Semey, 20 A Glinka Street</p></bio><email xlink:type="simple">darina_musina_21@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Кожахметова</surname><given-names>Д. О.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kozhakhmetova</surname><given-names>D. O.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Динара Ошановна Кожахметова – ассоциированный профессор кафедры IT технологий, доктор философии PhD</p><p>071412, г. Семей, ул. Глинки, 20 А</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Dinara Kozhakhmetova – Associate Professor of the Department of IT Technologies, Doctor of Philosophy PhD</p><p>071412, Semey, 20 A Glinka Street</p></bio><email xlink:type="simple">dinara_kozhahmet@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Оспанов</surname><given-names>Е. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ospanov</surname><given-names>E. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Ербол Амангазович Оспанов – ассоциированный профессор кафедры IT технологий, доктор философии PhD</p><p>071412, г. Семей, ул. Глинки, 20 А</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Yerbol Ospanov – Associate Professor of the Department of IT Technologies, Doctor of Philosophy PhD</p><p>071412, Semey, 20 A Glinka Street</p></bio><email xlink:type="simple">78oea@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Жылқыбаев</surname><given-names>Т. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Zhylkybayev</surname><given-names>T. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Тұрсынхан Саятұлы Жылқыбаев – магистр технических наук, преподаватель кафедры IT технологий</p><p>071412, г. Семей, ул. Глинки, 20 А</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Tursynkhan Zhylkybayev – Master of Technical Sciences, lecturer of the Department of IT Technologies</p><p>071412, Semey, 20 A Glinka Street</p></bio><email xlink:type="simple">zhitosya@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Университет имени Шакарима города Семей<country>Казахстан</country></aff><aff xml:lang="en">Shakarim University of Semey<country>Kazakhstan</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2025</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>29</day><month>03</month><year>2025</year></pub-date><volume>0</volume><issue>1(17)</issue><fpage>5</fpage><lpage>12</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Мусина Д.Ш., Кожахметова Д.О., Оспанов Е.А., Жылқыбаев Т.С., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Мусина Д.Ш., Кожахметова Д.О., Оспанов Е.А., Жылқыбаев Т.С.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Musina D.S., Kozhakhmetova D.O., Ospanov E.A., Zhylkybayev T.S.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/1437">https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/1437</self-uri><abstract><p>В данной статье представлено исследование алгоритмов с использованием технического зрения для управления роботом-манипулятором. С увеличением числа роботов, используемых в промышленности и других отраслях, возросла необходимость в надежных и точных алгоритмах управления. Таким образом актуальность темы возрастает, а исследования в этой области могут значительно улучшить эффективность и безопасность роботизированных систем. Целью данной статьи является всестороннее исследование различных алгоритмов управления, а также интеграции технического зрения в системы управления. </p><p>Алгоритмы управления роботами-манипулятором представляют собой набор математических процедур и методов, которые позволяют роботам выполнять определенные движения и задачи с необходимой эффективностью и точностью. Для этого робот получает важные данные об окружающем его мире с помощью технического зрения. В статье рассмотрены три основных типа алгоритмов: обратная кинематика, ПИД-контроллеры и алгоритмы машинного обучения. Обратная кинематика определяет углы поворота суставов робота, необходимые для достижения заданного положения и ориентации рабочего инструмента. PID-контроллер контролирует движения суставов робота. Управляя скоростью и усилием, он исправляет ошибки между фактическим и заданным положением. Использование методов машинного обучения позволяет обучаться новым задачам и адаптировать своё поведение к изменяющимся условиям. </p><p>В рамках данного исследования будут рассмотрены теоретические аспекты алгоритмов и технического зрения. Исследования проводились на манипуляторе Оптима 2 фирмы ZARNITZA.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>This article presents a study of algorithms using machine vision to control a robot manipulator. With the increasing number of robots used in industry and other industries, the need for reliable and accurate control algorithms has increased. Thus, the relevance of the topic increases, and research in this area can significantly improve the efficiency and safety of robotic systems. The purpose of this article is a comprehensive study of various control algorithms, as well as the integration of machine vision into control systems. </p><p>Robot manipulator control algorithms are a set of mathematical procedures and methods that allow robots to perform certain movements and tasks with the necessary efficiency and accuracy. To do this, the robot receives important data about the world around it using machine vision. The article considers three main types of algorithms: inverse kinematics, PID controllers and machine learning algorithms. Reverse kinematics determines the angles of rotation of the robot joints, which are necessary to achieve a given position and orientation of the working tool. The PID controller controls the movements of the robot's joints. By controlling the speed and force, it corrects errors between the actual and the set position. Using machine learning methods allows you to learn new tasks and adapt your behavior to changing conditions. </p><p>Within the framework of this study, the theoretical aspects of algorithms and machine vision will be considered. The research was carried out on the Optima 2 manipulator manufactured by ZARNITZA.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>робот-манипулятор</kwd><kwd>алгоритмы управления</kwd><kwd>обратная кинематика</kwd><kwd>PID-контроллеры</kwd><kwd>машинное обучение</kwd><kwd>техническое зрение</kwd><kwd>Оптима 2</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>robot manipulator</kwd><kwd>control algorithms</kwd><kwd>inverse kinematics</kwd><kwd>PID controllers</kwd><kwd>machine learning</kwd><kwd>machine vision</kwd><kwd>Optima 2</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Neural Control for Image Stabilisation Using a Reference Model / G. Balbayev et al // International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research. ‒ 2021. ‒ vol. 10, № 1. ‒ P. 17-21.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Neural Control for Image Stabilisation Using a Reference Model / G. Balbayev et al // International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research. ‒ 2021. ‒ vol. 10, № 1. ‒ P. 17-21. (In English).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Recent Advances of Generative Adversarial Networks in Computer Visionin / Yang-Jie Cao et al // IEEE Access. ‒ 2019. ‒ vol. № 7. ‒ P. 14985-15006.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Recent Advances of Generative Adversarial Networks in Computer Visionin / Yang-Jie Cao et al // IEEE Access. ‒ 2019. ‒ vol. № 7. ‒ P. 14985-15006. (In English).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рахметова П.М. Исследование системы управления движением манипулятора с помощью компьютерного зрения / П.М. Рахметова, Ж.Н. Исабеков, А.Ю. Бектилевов // Вестник КазАТК. ‒ 2023. ‒ № 6(129). ‒ С. 319-326.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rakhmetova P.M. Issledovanie sistemy upravleniya dvizheniem manipulyatora s pomoshch'yu komp'yuternogo zreniya / P.M. Rakhmetova, ZH.N. Isabekov, A.YU. Bektilevov. // Vestnik KaZATK. ‒ 2023. ‒ № 6(129). ‒ S. 319-326. (In Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Колтыгин Д.С. Аналитический и численный методы решения обратной задачи кинематики для робота Delta / Д.С. Колтыгин, И.А. Седельников, Н.В. Петухов // Вестн. Иркутского гос.технического ун-та. ‒ 2017. ‒ Т. 21, № 5(124). ‒ С. 87-95.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Koltygin D.S. Analiticheskii i chislennyi metody resheniya obratnoi zadachi kinematiki dlya robota Delta / D.S. Koltygin, I.A. Sedel'nikov, N.V. Petukhov // Vestn. Irkutskogo gos.tekhnicheskogo un-ta. ‒ 2017. ‒ T. 21, № 5(124). ‒ S. 87-95. (In Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">SoCodeCNN: Program Source Code for Visual CNN Classification Using Computer Vision Methodology / S. Dey et al // IEEE Access. ‒ 2019. ‒ vol. № 7. ‒ P. 157158-157172.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">SoCodeCNN: Program Source Code for Visual CNN Classification Using Computer Vision Methodology / S. Dey et al // IEEE Access. ‒ 2019. ‒ vol. № 7. ‒ P. 157158-157172. (In English).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Deep Learning Approaches Based on Transformer Architectures for Image Captioning Tasks / R. Castro et al // IEEE Access. ‒ 2022. ‒ vol. № 10. ‒ P. 33679-33694.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Deep Learning Approaches Based on Transformer Architectures for Image Captioning Tasks / R. Castro et al // IEEE Access. ‒ 2022. ‒ vol. № 10. ‒ P. 33679-33694. (In English).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Колтыгин Д.С. Метод и программа решения прямой и обратной задачи кинематики для управления роботом-манипулятором / Д.С. Колтыгин, И.А. Седельников // Системы. Методы. Технологии. ‒ 2020. ‒ № 4(48). ‒ С. 65-74.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Koltygin D.S. Metod i programma resheniya pryamoi i obratnoi zadachi kinematiki dlya upravleniya robotom-manipulyatorom / D.S. Koltygin, I.A. Sedel'nikov // Sistemy. Metody. Tekhnologii. ‒ 2020. ‒ № 4(48). ‒ S. 65-74. (In Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ang K.H. PID control system analysis, design, and technology. / K.H. Ang, G. Chong, Y. Li. // IEEE Transactions on Control Systems Technology. ‒ 2005. ‒ vol. № 13(4). ‒ P. 559-576.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ang K.H. PID control system analysis, design, and technology. / K.H. Ang, G. Chong, Y. Li. // IEEE Transactions on Control Systems Technology. ‒ 2005. ‒ vol. № 13(4). ‒ P. 559-576. (In English).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Al-Khayyt S.Z.S. Tuning PID Controller by Neural Network for Robot Manipulator Trajectory Tracking / S.Z.S. Al-Khayyt // Al-Khwarizmi Engineering Journal. ‒ 2013. ‒ № 8(1). ‒ P. 19-28.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Al-Khayyt S.Z.S. Tuning PID Controller by Neural Network for Robot Manipulator Trajectory Tracking / S.Z.S. Al-Khayyt // Al-Khwarizmi Engineering Journal. ‒ 2013. ‒ № 8(1). ‒ P. 19-28. (In English).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Подход к автоматическому прогнозированию состояния промышленных манипуляторов с применением методов машинного обучения / А.С. Гончаров и др. // Доклады ТУСУР. ‒ 2021. Т. 24, № 1. ‒ С. 48-54.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Podkhod k avtomaticheskomu prognozirovaniyu sostoyaniya promyshlennykh manipulyatorov s primeneniem metodov mashinnogo obucheniya / A.S. Goncharov i dr. // Doklady TUSUR. ‒ 2021. T. 24, № 1. ‒ S. 48-54. (In Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Deep Reinforcement Learning for the Control of Robotic Manipulation: A Focussed Mini-Review / R. Liu et al // Robotics. ‒ 2021. ‒ Vol. № 10(1). ‒ P. 22-34.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Deep Reinforcement Learning for the Control of Robotic Manipulation: A Focussed Mini-Review / R. Liu et al // Robotics. ‒ 2021. ‒ Vol. № 10(1). ‒ P. 22-34. (In English).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Серебряков М.Ю. Глубокое обучение с подкреплением в управлении манипуляционными роботами / М.Ю. Серебряков, С.В. Колесова, А.А. Зинченко // Известия ТулГУ. Технические науки. ‒ 2022. ‒ № 9. ‒ С. 265-268.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Serebryakov M.YU. Glubokoe obuchenie s podkrepleniem v upravlenii manipulyatsionnymi robotami / M.YU. Serebryakov, S.V. Kolesova, A.A. Zinchenko // Izvestiya TuLGU. Tekhnicheskie nauki. ‒ 2022. ‒ № 9. ‒ S. 265-268. (In Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
