I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Ro bo t ics a nd   Aut o m a t io ( I J RA)   Vo l.  1 5 ,   No .   2 J u n e   20 2 6 ,   p p .   281 ~ 2 9 4   I SS N:  2722 - 2 5 8 6 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /i jr a . v 1 5 i 2 . pp 2 8 1 - 294           281       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij r a . ia esco r e. co m   A path gen eratio n and  contro fra mewo rk f o r  6 - D O ro bo in   precisio n wri ting  a nd drawin g       K ho i H o a ng   Dinh ,   K ha nh   T ra n Duy ,   T hien  B ui T ha nh ,   Q uy   Vo   Q uo c   F a c u l t y   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   Te c h n o l o g y ,   I n d u st r i a l   U n i v e r si t y   o f   H o   C h i   M i n h   C i t y   ( I U H ) ,   H o   C h i   M i n h   C i t y ,   V i e t n a m       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   3 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Feb   1 0 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Ma r   6 ,   2 0 2 6       Ro b o ts  a re   b e c o m in g   in c re a sin g l y   in teg ra ted   i n to   e v e r y d a y   li fe ,   n o o n ly   i n   in d u strial  a p p li c a ti o n b u a lso   i n   c re a ti v e ,   e d u c a ti o n a l,   a n d   e n te rtain m e n t   c o n tex ts.  W it h   re c e n a d v a n c e m e n ts,  c o ll a b o ra ti v e   ro b o ts  a re   n o li g h ter,   sa fe r,   a n d   e a sie to   d e p lo y   a l o n g sid e   h u m a n s,  m a k in g   th e m   we ll - su it e d   fo r   tas k s t h a t   re q u ire p re c i si o n   a n d   a d a p ta b i li t y .   T h is p a p e p re se n ts   a n   in te g ra te d   c o n tro fra m e wo rk   fo r   t h e   ABB G o F a   6 - DO F   c o l lab o ra ti v e   r o b o t,   e n a b li n g   it   to   a u t o n o m o u sl y   p e rfo rm   p re c ise   writi n g   a n d   d ra wi n g   tas k s.  T h e   sy ste m   lev e ra g e CAD - b a se d   p a th   d e sig n   in   S o li d Wo r k a n d   ABB  Ro b o tS t u d i o ’s   Au to P a t h   to o t o   g e n e ra te  m o ti o n   traje c to ries   fr o m   a   li b ra ry   o m o d e led   c h a ra c ters ,   sy m b o ls,   a n d   fi g u re s.   s o c k e t - b a se d   c o m m u n ica ti o n   in terfa c e   c o n n e c ts  t h e   ro b o t   c o n tro ll e r   wit h   a   u se r - frien d l y   h u m a n - m a c h in e   in terfa c e   (HMI ),   a ll o win g   u se rs  to   i n p u c u sto m   tex t   o se lec p re d e fin e d   fig u re i n   re a ti m e .   T h e   fra m e wo rk   h a b e e n   imp lem e n ted   a n d   v a li d a ted   o n   th e   p h y sic a l   ABB  G o F a   r o b o t,   d e m o n stra ti n g   h i g h   a c c u ra c y ,   re p e a tab il it y ,   a n d   u sa b il it y   fo r   a p p li c a ti o n s   su c h   a p u b li c   e x h ib it io n s a n d   e d u c a ti o n a se tt in g s.   K ey w o r d s :   AB B   Go Fa   C o llab o r ativ r o b o t   E d u ca tio n al  r o b o tics   Path   p lan n in g   R o b o t d r awin g   R o b o t w r itin g   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Kh o i H o an g   Din h   Facu lty   o f   E lectr ical  E n g in ee r in g   T ec h n o lo g y ,   I n d u s tr ial  Un iv er s ity   o f   Ho   C h i M in h   C ity   ( I UH)   Ho   C h i M in h   C ity ,   Vietn am   E m ail: h o an g d in h k h o i@ iu h . e d u . v n       1.   I NT RO D UCT I O N   R o b o ts   h av tr ad itio n ally   b ee n   em p lo y e d   to   en h a n ce   ef f icie n cy   an d   r eliab ilit y   in   m a n u f ac tu r in g   an d   au to m atio n   p r o ce s s es.  T h eir   a d o p tio n   h as  g r ad u ally   ex p a n d ed   to   d o m ain s   s u ch   as  ag r icu l tu r e,   lo g is tics ,   an d   s p ac ex p lo r atio n ,   wh er e   r o b o tic  s y s tem s   r ed u ce   h u m a n   wo r k lo ad   wh ile  m ai n tain in g   h ig h   lev els  o f   p r ec is io n   an d   r e p ea tab ilit y   [ 1 ] ,   [ 2 ] M o r r ec en tly ,   ad v a n ce s   in   r o b o t ics  an d   ar tific ial  in tellig en ce   ( AI )   h av e   ex ten d e d   r o b o tic  ap p licatio n s   b ey o n d   in d u s tr ial  en v ir o n m en ts   in to   h u m an - ce n ter ed   s ettin g s ,   in clu d in g   h o m es,  wo r k p lace s ,   ed u ca ti o n al  in s titu tio n s ,   r etail  s p ac es,  an d   s er v i ce   en v ir o n m en ts   [ 3 ] [ 5 ] I n   th ese  co n tex ts ,   r o b o ts   in cr ea s in g ly   s u p p o r ass is tan ce ,   co llab o r atio n ,   an d   s er v ice - o r ien ted   task s ,   r ef lectin g   s h if to war d   clo s er   h u m an r o b o t in ter ac tio n .   I n   p ar allel  with   th is   ev o lu tio n ,   th er h as  b ee n   g r o win g   in te r est  in   r o b o ts   th at  r ep licate  o r   au g m en t   h u m an   c ap ab ilit ies  in   cr ea ti v an d   co g n itiv e - m o to r   ac ti v ities .   R ep r esen tativ ex am p les  in clu d r o b o tic  s y s tem s   ca p ab le  o f   p lay in g   m u s ical  in s tr u m en ts ,   co o k in g ,   p r ep ar in g   co f f ee ,   o r   co m p etin g   in   g am es  s u ch   as   ch ess   an d   air   h o ck ey   [ 6 ] [ 8 ] Am o n g   th ese  ap p licatio n s ,   r o b o tic  wr itin g   an d   d r awin g   h a v attr ac ted   p ar ticu lar   atten tio n   d u to   th eir   tech n i ca ch allen g es  an d   s y m b o lic  s ig n if ican ce .   T h ese  task s   r e q u ir p r ec is p ath   g en er atio n ,   s m o o th   m o tio n   e x ec u tio n ,   an d   co n s is ten s u r f ac in ter ac tio n ,   wh ile  also   s h o wca s in g   r o b o tic   d ex ter ity   an d   c r ea tiv ity .   Ar t icu lated   an d   an th r o p o m o r p h ic  r o b o ts   ar esp ec ially   well  s u ited   to   s u ch   ap p licatio n s   b ec au s o f   th eir   k in em atic  s im ilar ity   to   th e   h u m an   ar m .   W h en   eq u ip p e d   with   ap p r o p r iate   en d - ef f ec to r s ,   s u ch   as  p en s   o r   m ar k er s ,   th ese  r o b o ts   ca n   r e p r o d u ce   h an d wr itin g   an d   d r awin g s   with   h ig h   f i d elity ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE I n J   R o b   &   A u to m Vo l .   1 5 ,   No .   2 J u n 20 2 6 :   281 - 2 9 4   282   en ab lin g   a p p licatio n s   r an g in g   f r o m   in ter ac tiv a r in s tallatio n s   an d   STE AM   ed u ca tio n   to   p u b lic   d em o n s tr atio n s   an d   h u m an r o b o t e n g a g em en p latf o r m s .   J ea n - Pier r an d   Saïd   [ 9 ]   d ev elo p ed   a n   “Ar tis R o b o t”  to   d r aw  h u m an   p o r tr aits   in   a   m an n er   th a t   m im ics  h u m an   ar tis ts .   T h ey   u s ed   a   6 - DOF  KUKA   in d u s tr ial  r o b o t   eq u i p p ed   with   a   ca m er a,   p en ,   an d   e r aser   to   ca p tu r v is ito r ' s   im ag e,   p r o ce s s   it,  an d   g en er ate  d r awi n g   tr ajec to r y .   T h r o b o o p er ates  in   Fu tu r o s co p Par k   in   Fra n ce ,   co m b in in g   r ea l - tim im ag p r o ce s s in g   ( C an n y   ed g d etec tio n )   with   r o b o ti m o tio n   co n t r o to   cr ea te  p o r tr aits .   I ca n   co m p le te  p o r tr ait  in   u n d er   f iv m i n u tes  an d   ca n   p r o ce s s   u p   to   1 , 0 0 0   tr ajec to r y   p o in ts   to   b alan ce   s p ee d   an d   d etail.   T h p r o ject  h as  b ee n   s u cc ess f u lly   d ep l o y ed   as  p ar k   attr ac tio n   s in ce   2 0 0 6 ,   p r o d u cin g   o v er   8 0   p o r tr aits   d a ily   an d   r ec eiv i n g   h i g h   v is ito r   i n ter est.    T r ess et  an d   Fo L ey m ar ie  [ 1 0 ]   also   in tr o d u ce d   Pau l,  r o b o ti s y s tem   th at  cr ea tes  o b s er v ati o n al  f ac e   d r awin g s   with o u e x p licit  k n o wled g o f   f ac ial  f ea tu r es  o r   h u m an - lik lear n i n g .   I n s tead ,   it  u s es  cy cle  o f   p r o ce s s es  m im ick in g   ar tis tic  tech n iq u es,  en h an ce d   b y   tw o   f o r m s   o f   v is u al  f ee d b ac k ,   co m p u tatio n al   an d   p h y s ical to   iter ativ ely   r ef in i ts   wo r k .   Pich k alev   et  a l [ 1 1 ]   p r esen t ed   s y s tem   th at  ex t r ac ts   ed g p o in ts   f r o m   web ca m   im ag es  u s in g   C an n y   ed g d etec to r   an d   co n v er ts   th em   in to   cu r v es  v ia  cu b ic  s p lin in ter p o latio n   f o r   r o b o tic   d r awin g .   T h s y s tem   i n clu d es  a   u s er - f r ien d ly   in ter f a ce   with   ad j u s tab le  p ar a m eter s   an d   u s es  KUKA   KR 3   R 5 4 0   r o b o to   r ep r o d u c th p r o ce s s ed   im ag o n   p a p er .   Ho wev er ,   th s etu p   in   th ese  wo r k s   is   h ig h ly   task - s p ec if ic  an d   u s u ally   r eq u ir es  co n tr o lled   lig h tin g   ( e. g . ,   s p o tlig h ts )   an d   u n if o r m   b ac k g r o u n d   f o r   r eliab le  im ag ca p tu r e.   B ey o n d   p o r tr ait  d r awin g ,   o th e r   wo r k s   h a v ex p lo r e d   b r o ad e r   asp ec ts   o f   r o b o t - ass is ted   s k etch in g   an d   v is u aliza tio n .   Fo r   ex am p le,   So n g   et  a l .   [ 1 2 ]   an aly ze d   im p ed a n ce   co n tr o l to   cr ea te  d etailed   p en   ar t o n   ar b itra r y   s u r f ac es  with o u ex p licit  s u r f ac r ec o n s tr u ctio n   o r   v is u al  f ee d b ac k .   Similar ly ,   J ain   et  a l [ 1 3 ]   f o c u s e d   o n   a   f o r ce - co n tr o lled   p o r tr ait - d r aw in g   r o b o t   th at   ca n   o p er ate   o n   ar b itra r ily   s h a p ed ,   n o n - ca li b r ated   s u r f ac es  b y   u s in g   f o r ce   s en s in g   to   d y n am i ca lly   o r ien th e   p e n ,   elim in ati n g   th e   n ee d   f o r   s u r f ac ca lib r atio n .   E x ten d in g   to   2 . 5 a p p licatio n s ,   L a m   et   a l [ 1 4 ]   in tr o d u ce d   tech n iq u es  f o r   d r awin g   o n   co n t o u r e d   s u r f a ce s   u s in g   a   3 - DOF   s k etch in g   p latf o r m ,   i n teg r ati n g   im ag e   p r o ce s s in g   a n d   s u r f ac p r o jectio n   alg o r ith m s   to   g en e r ate  p en   tr ajec to r ies f o r   b o th   f lat  an d   u n ev en   s u r f ac es.   I n   p ar allel,   ar tis ts   an d   r esear ch er s   h av ex p lo r e d   th u s o f   r o b o tic  s y s tem s   as  au to n o m o u s   o r   co llab o r ativ to o ls   f o r   a r tis tic  p ain tin g .   R ep r esen tativ e x am p les  in clu d th e - Dav id   s y s te m ,   wh ich   c o n tr o ls   v ar io u s   p ain tin g   m ec h a n is m s   to   p r o d u ce   r o b o tic  ar two r k s   [ 1 5 ] ,   as  well  as  ap p r o ac h es   th at  co m b in n o n - p h o to r ea lis tic  r en d e r in g   tech n iq u es  with   r o b o tic  p ain tin g   to   g en er ate  d is tin ctiv ar tis tic  s ty les  [ 1 6 ] Ad d itio n al  in ter ac tiv a n d   c o llab o r ativ p ai n tin g   s y s tem s   h a v b ee n   r ep o r ted   in   [ 1 7 ]   an d   [ 1 8 ] d em o n s tr atin g   h o r o b o ts   ca n   ass is t h u m an   u s er s   in   r eg io n - b ased   p ain tin g   a n d   s h ar ed   c r ea tiv p r o ce s s es.   I n   th e   d o m ain   o f   r o b o tic  te x wr itin g ,   Yu s s o f   et   a l [ 1 9 ]   p r o p o s ed   a   ch ar ac te r   s eg m en tatio n   alg o r ith m   t h at  d ec o m p o s es  letter s   in to   s tr aig h lin es  an d   c u r v es.  T h ese  p r im itiv es  a r s to r ed   an d   later   u s ed   to   g u id Mitsu b is h R V - 2 AJ  r o b o tic  ar m   in   r e p r o d u cin g   th e   ch ar ac ter s .   Ho wev e r ,   th s tu d y   f o cu s es  s o lely   o n   th L atin   alp h ab et  a n d   lack s   co m p r eh en s iv e x p er im en t al  v alid atio n .   Ab d elaa [ 2 0 ]   f o cu s ed   m o r o n   m o v em en c o n tr o p r o g r am m i n g   u s in g   r o b o t - s p ec if ic  p r o g r am m in g   lan g u ag es.  T h wo r k   an aly ze d   cir c u lar   an d   s tr aig h t - lin e   m o tio n s ,   w h ich   ar e   cr itical  in   in d u s tr ia ap p licatio n s   s u ch   as  weld i n g ,   p ain tin g ,   an d   m ac h in in g .   I also   e x p lo r e d   th r elatio n s h ip   b etwe en   m o tio n   s p ee d   a n d   ac c u r ac y   wh en   co m m a n d s   ar e   g en er ated   in te r n ally   b y   th r o b o t c o n tr o ller .   Su n   an d   Xu   [ 2 1 ]   was  am o n g   t h f ir s to   in tr o d u ce   r o b o tic  ca llig r ap h y   wr itin g   u s in g   m an i p u lato r ,   a   task   th at  p o s es  ad d itio n al  c h a llen g es  d u e   to   v ar iatio n s   in   b r u s h   tip   d ef o r m atio n   an d   th n ee d   to   ass ess   in k   wetn ess   an d   d r y n ess   d u r in g   wr itin g .   Similar ly ,   L in   et  a l [ 2 2 ]   d em o n s tr ated   r o b o tic  ar m   ca p ab le  o f   wr itin g   C h in ese  ch ar ac ter s   u s in g   b r u s h .   I n   th is   wo r k ,   b r u s h   s tr o k b e h av io r   was  m o d eled   b y   m ea s u r in g   b r u s h   f o o tp r i n ts ,   s u ch   as  s h a p e,   la g ,   an d   o r ien tatio n ,   a n d   r ep r esen tin g   s tr o k es  u s in g   B éz ier   c u r v es  co m b in e d   with   Dir ec L in ea r   T r an s f o r m atio n .   W h ile  th is   ap p r o ac h   a v o id s   ex p licit  p h y s ical  m o d elin g   o f   th b r u s h ,   it  r elies  h ea v ily   o n   p r ec is ca lib r atio n   an d   is   s en s itiv to   b r u s h   t y p e .   Nev er th eless ,   th s y s tem   ac h iev ed   h i g h - f i d elity   r esu lts ,   with   an   av e r ag e v alu atio n   s co r e   o f   9 4 /1 0 0   b ased   o n   c h ar ac ter   s h ap e,   p o s itio n in g   ac cu r ac y ,   a n d   s tr o k b alan ce .   An o th er   r o b o tic  ca llig r ap h y   s y s tem   f o r   C h in ese  ch ar ac ter s   was  p r esen ted   by  C h ao   et  a l.   [ 2 3 ] .   I n   d if f er en t   d ir ec tio n ,   Z h an g   et  a l [ 2 4 ]   aim ed   t o   r e p licate  h u m an   h an d wr itin g   in   r ea l   tim b y   tr ac k in g   h an d   m o v em en ts   u s in g   R GB - d ata  f r o m   Kin ec s en s o r .   T h au th o r s   u s ed   g eo m etr ic  m o m en ts   an d   co n t o u r   ex tr ac tio n ,   f o llo we d   b y   r ea l - tim s m o o th in g   tech n i q u e ,   N - R PR I   I n ter p o latio n ,   to   co n v er d is cr ete  h an d   m o tio n   in to   co n tin u o u s   r o b o tr ajec to r ies.  Nu m er o u s   s tu d ies  o n   r o b o tic  wr itin g   [ 2 5 ] ,   [ 2 6 ]   an d   d r awin g   [ 2 7 ] [ 2 9 ]   f u r th e r   d em o n s tr ate  th g r o win g   in ter est in   r o b o tic  s y s tem s   f o r   cr ea tiv a n d   e x p r ess iv task s .     An o th er   im p o r tan t   asp ec in   r o b o tic  wr itin g   an d   d r awin g   i s   tr ajec to r y   g e n er atio n ,   as  th e   r esu ltin g   m o tio n s   m u s s im u ltan eo u s ly   en s u r g eo m etr ic  f id elity   an d   s m o o th   v elo city   an d   ac ce ler at io n   p r o f iles .   T h ese  r eq u ir em e n ts   b ec o m p ar ticu l ar ly   ch allen g in g   wh en   tr ajec t o r ies  co n tain   s h ar p   c o r n er s ,   d en s way p o in ts ,   o r   co m p lex   c u r v e d   s tr o k es.  Prio r   s tu d ies  h av ex p lo r e d   cu r v e - b ased   r ep r esen tatio n s ,   s u ch   as B éz ier - cu r v s tr o k e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         A   p a th   g e n era tio n   a n d   c o n tr o l fra mewo r fo r   6 - DOF   r o b o t in   p r ec is io n   w r itin g     ( K h o i H o a n g   Din h )   283   m o d elin g   a n d   b r u s h   f o o tp r in esti m atio n ,   to   o b tain   co m p ac an d   s m o o th   s tr o k p ar a m eter izatio n s   [ 2 2 ] h o wev er ,   th ese  m eth o d s   ty p i ca lly   r eq u ir e   ad d itio n al  m o d e lin g   ef f o r an d   ar e   s en s itiv to   to o a n d   s u r f ac e   ch ar ac ter is tics .   An   alter n ativ ap p r o ac h   r elies  o n   s p lin in ter p o latio n   ( e. g . ,   c u b ic  B - s p lin es)  to   s m o o t h   p iece wis e - lin ea r   way p o i n p at h s   wh ile  m ain tain in g   c u r v atu r co n tin u ity ,   w h ich   im p r o v es  m o tio n   s m o o th n ess   an d   r ed u ce s   jer k   b u t m ay   in tr o d u ce   ap p r o x im atio n   er r o r s   an d   r eq u ir es c ar ef u l tu n in g   o f   s m o o th in g   p ar am eter s   [ 3 0 ] .   B ey o n d   g eo m etr ic  co n s id er atio n s ,   ex ec u tio n   p er f o r m a n ce   also   d ep en d s   o n   tim p a r a m eter izatio n   u n d er   ac tu ato r   co n s tr ain ts ,   wh er t r ap ez o id al  o r   lim ited - ac ce ler atio n   v elo city   p r o f iles   ar c o m m o n l y   u s ed   to   b alan ce   s p ee d   an d   ac cu r ac y   [ 3 1 ] ,   [ 3 2 ] T h ese  co n s id er ati o n s   h ig h lig h f u n d am en tal  tr ad e - o f f   in   r o b o tic   wr itin g   an d   d r awin g :   h ig h   ac c u r ac y   o f ten   f a v o r s   d en s way p o in ts   an d   m i n im al  b le n d in g ,   wh er ea s   h ig h   s p ee d   an d   s m o o th n ess   f av o r   s p lin e - b ased   s m o o th in g   an d   o p tim i ze d   tim s ca lin g ,   wh ich   m ay   d ev iate  f r o m   th in ten d ed   g eo m etr y .   Ho wev er ,   th er r em ain s   lack   o f   co m p r e h en s iv an d   f le x ib le  f r am ewo r k   f o r   g e n er ati n g   m o tio n   lib r ar ies th at  allo r o b o ts ,   esp ec ially   ar ticu lated   o r   h i g h - d eg r ee - of - f r ee d o m   r o b o ts   ( 6   DOF s   o r   m o r e) to   wr ite  ar b itra r y   tex o r   d r aw  v ar io u s   f ig u r es.  Mo s p r io r   ap p r o ac h es  ar eith er   h ig h ly   task - s p ec if ic  o r   r eq u ir s ig n if ican m an u al  p r o g r a m m in g   ef f o r t.   Desig n in g   p r ec i s tr ajec to r ies,  ca lib r atin g   to o o r ien tatio n s ,   an d   m an ag in g   co m m u n icatio n   b etwe en   u s er   in ter f ac es  an d   r o b o co n tr o ller s   o f ten   r eq u i r ex p er k n o wled g in   r o b o k in em atics,  an d   p r o g r a m m in g .   T h er is   p r ess in g   n ee d   f o r   s y s tem s   th at  lo wer   th en tr y   b ar r ier ,   en ab lin g   ar tis ts ,   ed u ca to r s ,   s tu d en ts ,   an d   o th er   n o n - s p ec iali s ts   to   d ir ec r o b o tic  d r awin g   an d   wr itin g   with o u d ee p   tech n ical  e x p er tis e.     T o   ad d r ess   th ese  lim itatio n s ,   th is   wo r k   p r o p o s es  u s er - f r ie n d ly   an d   ad a p tab le  co n tr o p i p elin f o r   en ab lin g   wr itin g   an d   d r awi n g   ca p ab ilit ies  o n   an   AB B   Go Fa  6 - DOF  r o b o t.  Ou r   ap p r o ac h   in teg r ates  So lid W o r k s   f o r   c r ea tin g   te x t   an d   s y m b o s u r f ac es,  AB B   R o b o tSt u d io   f o r   c o n v er tin g   t h o s s u r f ac es  in to   m o tio n   p ath s ,   an d   s o ck et - b ase d   co m m u n icatio n   with   cu s to m   h u m an m ac h in in te r f ac ( HM I ) .   T h r o u g h   th e   HM I ,   u s er s   ca n   in p u tex o r   s elec p r ed ef in ed   im a g es,  wh ich   ar th en   c o n v e r ted   in t o   ex ec u tab le  r o b o t   tr ajec to r ies  with o u m an u al   tr ajec to r y   p r o g r am m in g .   So lid W o r k s   en ab les  th e   d esig n   o f   all  E n g lis h   alp h ab et   ch ar ac ter s ,   d ig its ,   an d   s y m b o l s   as  s u r f ac p r o f iles ,   wh ich   a r th en   p r o ce s s ed   in   R o b o tSt u d io   to   ex tr ac p ath   p o in ts .   T h ese  ar tr an s m itted   to   th r o b o v ia  T C P/IP  s o ck et  co m m u n icatio n ,   allo win g   r ea l - tim e,   d y n am ic   task   ex ec u tio n .   T h p r o p o s ed   f r am ewo r k   h as  b ee n   im p lem en ted   an d   test ed   o n   th AB B   Go Fa  co llab o r ativ e   r o b o t.   E x p er im en tal  r esu lts   co n f ir m   th e   r o b o t’ s   ab ilit y   to   ac cu r ately   e x ec u te  d iv er s w r itin g   an d   d r awin g   task s   b ased   o n   u s er   in p u t,  d em o n s tr atin g   b o t h   th f ea s ib ilit y   an d   p r ac tical  p o ten tial  o f   th s y s tem   f o r   in ter ac tiv ex h ib itio n s ,   ed u ca t io n ,   an d   cr ea tiv ap p licatio n s .   T h r em ain d e r   o f   t h is   p ap er   i s   o r g an ized   as  f o llo ws.  Sectio n   2   in tr o d u ce s   th p r o p o s ed   f r am ewo r k ,   b eg in n in g   with   s y s tem   o v er v iew,   f o llo wed   b y   th d esig n   o f   th en d - ef f ec to r   an d   ex p er i m en tal  s etu p .   I th en   d escr ib es  th p ath   g e n er atio n   p r o ce d u r e,   th i n teg r atio n   o f   t h HM I ,   an d   t h co n tr o f r am ewo r k   th at  co n n ec ts   h ig h - lev el   u s er   in p u ts   with   lo w - lev el  r o b o t   m o tio n   ex ec u tio n .   Sectio n   3   p r esen ts   ex p er im en tal  r esu lts   o b tain ed   o n   th p h y s ical  AB B   Go Fa  r o b o t,  d em o n s tr atin g   wr itin g ,   d r awin g ,   a n d   clea n in g   task s .   Fin ally ,   s ec tio n   4   co n clu d es  th p ap er   b y   d is cu s s in g   th s tr en g t h s   an d   lim itatio n s   o f   th p r o p o s ed   s y s tem   an d   o u tlin in g   d ir ec tio n s   f o r   f u tu r wo r k .       2.   M E T H O D   T h is   s ec tio n   o u tlin es  th co m p lete  in teg r atio n   p r o ce s s ,   f r o m   th to o an d   h ar d war s e tu p   to   th co n tr o ar ch itectu r a n d   h ig h - lev el  u s er   in ter f ac e,   wh ich   en ab les  th Go Fa  r o b o to   p er f o r m   wid r an g o f   wr itin g   an d   d r awin g   task s .     2 . 1 .     Sy s t e m   o v er v iew   T h o v e r all  s y s tem   ar ch itectu r o f   t h p r o p o s ed   f r am ewo r k   is   illu s tr ated   in   Fig u r 1 .   T h e   h ar d war e   co m p o n en ts   ar e   s h o wn   in   Fig u r 1 ( a ) ,   wh er e   an   AB B   Go Fa  co llab o r ativ r o b o t   is   eq u ip p ed   with   c u s to m - d esig n ed   en d - e f f ec to r   tailo r e d   to   th th r ee   tar g et  task s   ad d r ess ed   in   th is   s tu d y ,   n am ely   wr itin g ,   d r awin g ,   a n d   clea n in g .   T h r o b o is   p o wer e d   an d   co n tr o lled   b y   an   AB B   Om n iC o r C 3 0   co n t r o ller ,   wh ich   is   r esp o n s ib le  f o r   m o tio n   e x ec u tio n ,   co m m a n d   h an d lin g ,   an d   co m m u n icatio n   with   p er ip h er al  d e v ices.  T h e   s y s tem   in ter f ac es   with   u s er - f r ien d l y   HM I ,   ty p ically   d ep l o y ed   o n   a   u s er - s id co m p u ter ,   v ia   T C P/IP  n etwo r k .   T h is   HM I   en ab les  u s er s   to   d ef in task   p ar am eter s   an d   estab lis h es  s o ck et - b ased   T C P/IP  co n n ec tio n   with   th r o b o t   co n tr o ller .   Fig u r 1 ( b )   d e p icts   th o p er a tio n al  wo r k f lo o f   th f r am e wo r k .   T h e   p r o ce s s   b eg in s   wit h   th e   u s er   s elec tin g   o n o f   th th r ee   a v ailab le  task   m o d es.  I n   th wr itin g   m o d e,   th u s er   in p u ts   tex tu al  co n ten an d   s p ec if ies  th d esire d   f o n s ize .   I n   th d r awin g   m o d e,   p r e d e f in ed   g eo m etr ic  f i g u r es  ar s elec ted   alo n g   with   th eir   co r r esp o n d in g   d im e n s io n s .   I n   th e   clea n in g   m o d e,   th r o b o ex ec u tes  er asin g   m o tio n s   to   clea r   th e   wo r k s p ac e.   On ce   th task   p ar am eter s   ar d ef in ed ,   th HM I   in itiates   T C P/IP  co n n ec tio n   to   th Om n iC o r e   co n tr o ller ,   w h ich   o p er ates  R API D - b ased   s o ck et  s er v er .   T h o v er all  co m m u n icatio n   f o llo ws  clien t s er v er   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE I n J   R o b   &   A u to m Vo l .   1 5 ,   No .   2 J u n 20 2 6 :   281 - 2 9 4   284   ar ch ite ct u r e,   w h e r e   t h e   HM I   f u n cti o n s   as  th cli en an d   t h e   r o b o c o n t r o ll er   a cts  as  th s er v er .   T as k   c o m m a n d s   ar th en   tr an s m itted   to   t h r o b o f o r   e x ec u tio n .   Up o n   task   co m p letio n ,   t h r o b o s en d s   f ee d b ac k   to   th e   HM I   t o   co n f ir m   s u cc ess f u l e x ec u tio n   an d   waits f o r   s u b s eq u en t c o m m an d s ,   af ter   wh ic h   th p r o ce d u r r ep ea ts .           ( a)   ( b )     Fig u r 1 .   Sy s tem   ar c h itectu r o f   th p r o p o s ed   f r am ew o r k : ( a )   h ar d war e   co n f i g u r atio n   an d   co m m u n icatio n   s etu p   an d   ( b )   o p er atio n al  w o r k f lo an d   task   ex ec u tio n   p r o ce s s       T h f o llo win g   s ec tio n s   p r esen th k ey   tech n ical  c o m p o n en t s   o f   th p r o p o s ed   s y s tem   in   d e tail.  First,   th en d - ef f ec t o r   d esig n   is   in tr o d u ce d ,   co v er in g   th m ec h an ical  s tr u ctu r e,   m ater ial  s el ec tio n ,   co m p lian ce   m ec h an is m ,   an d   m o u n tin g   s tr ateg y   u s ed   to   en s u r s tab le  an d   v er s atile  task   ex ec u tio n .   Nex t,  th p ath   g en er atio n   wo r k f lo is   d escr ib ed ,   in cl u d in g   th e   C AD - b ased   m o d elin g   p r o ce s s ,   th e   u s o f   Au to Path   f o r   tr ajec to r y   g e n er atio n ,   s ca lin g   o p er atio n s ,   a n d   tr ajec to r y   f o r m attin g   f o r   r o b o ex ec u tio n .   T h HM I   is   th en   p r esen ted ,   f o cu s in g   o n   u s er   in p u h an d lin g ,   s o ck et - b ased   c o m m u n icatio n ,   an d   task   s elec tio n   lo g ic.   Fin ally ,   th co n tr o alg o r ith m   is   d etail ed ,   in clu d i n g   th e   o v e r all  f lo w ch ar t,  d ata  p ar s in g   p r o ce d u r es ,   m o tio n   p lan n i n g   s tr ateg y ,   an d   e x ec u tio n   lo g ic  with in   th r o b o t c o n t r o ller .     2 . 2 .     I nte g ra t ed  end - ef f ec t o t o o l desig n a nd   s et up   On o f   th k ey   ch allen g es  in   r o b o tic  wr itin g   a n d   d r awin g   t ask s   lies   in   th d esig n   o f   an   e n d - ef f ec t o r   th at  en ab les  ac cu r ate,   s tab le,   an d   r ep ea tab le  in ter ac tio n   with   p lan ar   wr itin g   s u r f ac e.   T h to o m u s b m ec h an ically   co m p atib le  with   r o b o t   k in e m atics  wh ile  p r o v id in g   s u f f icien co m p lian ce   to   co m p en s ate  f o r   s u r f ac u n e v en n ess   an d   p o s itio n in g   u n ce r tain ties .   B ased   o n   th co n ce p in tr o d u ce d   in   [ 3 3 ] ,   we  d e v elo p ed   a   cu s to m ized   en d - ef f ec t o r ,   r ef e r r ed   t o   as  t h “Pen to o l”,   s p ec if ically   tailo r ed   f o r   u s e   with   th e   AB B   Go Fa  co llab o r ativ r o b o t.   T h Pen to o is   d esig n ed   to   b f u lly   co m p atib le  with   th AB B   Go Fa  f lan g in ter f ac e,   lig h tweig h t   en o u g h   to   r em ai n   with in   th r o b o t’ s   p ay l o ad   lim itatio n s ,   an d   ea s ily   r ep lace ab le  to   s u p p o r t   r ap id   to o c h an g es.   T o   m ee th ese  r e q u ir em e n ts ,   th en tire   s tr u ctu r is   f ab r icate d   u s in g   PET - G   m ater ial  th r o u g h   f u s ed   d ep o s itio n   m o d elin g   ( FDM)   3 p r in tin g .   PET - was  s elec ted   d u to   it s   f av o r ab le  b alan ce   b etwe en   m ec h an ical  s tr en g th ,   im p ac r esis tan ce ,   an d   f lex ib il ity .   T h ese  p r o p er ties   allo th e   to o to   with s tan d   r e p ea ted   co n tact  f o r ce s   d u r in g   wr itin g   an d   clea n i n g   task s   wh i le  m ain tain in g   s u f f icie n t r o b u s tn ess   f o r   lo n g - ter m   o p er atio n .   T h m ec h an ical  s tr u ctu r o f   th Pen to o co n s is ts   o f   f o u r   m ain   co m p o n en ts s o ck et  f lan g e,   b ase   b o d y ,   an   u p p er   b o d y ,   a n d   an   in teg r ated   clea n in g   elem en t.  T h s o ck et  f lan g is   d esig n ed   to   m o u n s ec u r ely   o n to   th AB B   Go Fa   r o b o t’ s   en d - ef f ec t o r   an d   in c o r p o r ates  s p r in g - lo ad ed   lo c k in g   m ec h an is m   th at  en ab les  f ast,  s cr ew - f r ee   attac h m en a n d   r em o v al.   T wo   later al  b u tt o n s   ac tu ate  th lo ck i n g   m ec h an is m ,   allo win g   th e   to o to   b r elea s ed   o r   s ec u r e d   with in   s ec o n d s .   T h is   d esig n   s ig n if ican tly   r ed u ce s   s etu p   tim e   an d   s u p p o r ts   r ap i d   s witch in g   b etwe en   d if f e r en t e n d - ef f ec t o r s   d u r i n g   e x p er im en ts   o r   d em o n s tr atio n s   in   Fig u r 2 .   T h m ain   b o d y   o f   th Pen to o em p lo y s   m o d u lar   two - p a r s tr u ctu r co n s is tin g   o f   a   b ase  an d   an   u p p er   b o d y   c o n n ec ted   th r o u g h   twis t - lo ck   m ec h an is m .   T h is   co n f ig u r atio n   allo ws  q u ick   r ep lace m en o f   th e   wr itin g   in s tr u m en with o u d i s ass em b lin g   th en tire   to o l.  A   co m p r ess io n   s p r in g   is   in teg r a ted   in s id th b ase,   p r o v id i n g   c o n tr o lled   ax ial   co m p lian ce   alo n g   th to o l’ s   v e r tical  ax is .   T h is   co m p lian ce   co m p en s ates  f o r   m in o r   h eig h v ar iatio n s   o f   th wr iti n g   s u r f ac an d   en s u r es  co n s is ten co n tact  f o r ce   b etwe en   th p en   tip   an d   th e   s u r f ac e,   th er eb y   im p r o v i n g   lin q u ality   an d   r ed u cin g   th r i s k   o f   ex ce s s iv co n tact  f o r ce   th at  co u ld   d am ag e   eith er   th to o o r   th e   wr itin g   m ed iu m .   T h e f f ec tiv c o m p l ian ce   r an g is   ap p r o x im ately   5 8 m m ,   wh ich   was  ex p er im en tally   d eter m in ed   to   b s u f f icien t f o r   s tab le  wr itin g   p er f o r m an ce .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         A   p a th   g e n era tio n   a n d   c o n tr o l fra mewo r fo r   6 - DOF   r o b o t in   p r ec is io n   w r itin g     ( K h o i H o a n g   Din h )   285         Fig u r 2 .   T h s o ck et  f la n g wi th   s p r in g - l o ad ed   l o ck in g   m e ch an is m   f o r   q u ick ,   s cr ew - f r ee   to o l a ttach m en t to   th r o b o t' s   en d - ef f ec to r       I n   ad d itio n ,   clea n in g   p ad   m o u n ted   at   4 5 - d eg r ee   an g le  o n   th u p p e r   b o d y   e n ab les  th r o b o to   p er f o r m   s elf - clea n in g   ac tio n s   with o u r eq u ir i n g   to o r ep lace m en t.  T h is   f ea tu r s u p p o r ts   a u to m ated   clea n in g   r o u tin es  an d   im p r o v es  s y s tem   au to n o m y .   T h c o m p lete   Pen to o ass em b ly ,   in clu d in g   its   m o u n tin g   p o s itio n   o n   th r o b o f la n g e,   is   illu s tr ated   in   Fig u r 3 .   T h to tal  m ass   o f   th e   ass em b led   to o l   is   a p p r o x im ately   1 8 0 g ,   en s u r in g   s af o p er atio n   well  with in   th p ay l o ad   ca p ac ity   o f   t h AB B   Go Fa  r o b o t.           Fig u r 3 .   Desig n   o f   th Pen t o o l a n d   its   m o u n tin g   o n   th AB B   Go Fa  r o b o t       2 . 3 .     P a t g ener a t i o n f o wri t ing   a nd   dra wing   t a s k s   T o   p er f o r m   ea ch   wr itin g   o r   d r awin g   task ,   th r o b o r eq u i r es  s er ies  o f   p r ed ef in ed   way p o i n ts .   Usi n g   th b u ilt - in   p o s itio n   co n tr o o f   th AB B   Om n ico r C 3 0   co n tr o ller ,   th r o b o ca n   ac c u r ately   m o v to   th e   d esire d   p o s itio n s ,   p r o v id e d   th at  th m o tio n   d ata  is   co r r ec tly   f o r m atted   an d   with in   th r o b o t’ s   r ea ch ab l e   wo r k s p ac e.   Ho wev er ,   m a n u all y   g en er atin g   m o tio n   p ath s   f o r   letter s ,   n u m b er s ,   o r   f ig u r es  is   ted io u s ,   r ep etitiv e,   an d   p r o n e   to   h u m an   er r o r ,   e s p ec ially   wh en   h a n d lin g   lar g d atasets .   T o   ad d r ess   th is ,   we  p r o p o s s em i - au to m ated   m eth o d   f o r   g e n er atin g   m o tio n   p ath s .   Ou r   a p p r o ac h   u s es  So lid W o r k s   to   cr ea te  3 m o d els  o f   letter s ,   n u m b er s ,   an d   s y m b o l s ,   wh ich   ar th en   im p o r ted   i n to   R o b o tSt u d io .   Usi n g   R o b o tSt u d io s   Au to Path   f ea tu r e,   way - p o in ts   an d   tr aj ec to r ies  ar au to m atica lly   g en er ated   f r o m   m o d els.  Au to Path   an aly s es  th g eo m etr y   an d   r o b o wo r k s p ac e,   th en   co m p u tes  co llis io n - f r ee ,   o p tim ized   s eq u en ce   o f   p o in ts   th at  th r o b o t   ca n   f o llo w.   T h is   m eth o d   allo ws  u s   to   b u ild   cu s to m   lib r a r y   co n tain in g   all  letter s   o f   th E n g lis h   alp h ab et,   n u m er ical  d ig its ,   an d   v ar i o u s   u s er - d ef in e d   s y m b o ls   o r   im ag es.  I m p o r tan tly ,   n ew  co n ten ca n   b ad d ed   to   th e   lib r ar y   with   m in im al  a d d itio n al  ef f o r t.  T h o v er all  p r o ce d u r f o r   g e n er atin g   p ath   p o in ts   is   illu s tr ated   in   Fig u r e   4 ,   a n d   th f o llo win g   s ec tio n   p r o v id es a   d etailed   e x p la n atio n   o f   th p ath   g en e r atio n   m eth o d .           Fig u r 4 .   Step - by - s tep   p r o ce d u r f o r   g en e r atin g   p ath   p o in ts   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE I n J   R o b   &   A u to m Vo l .   1 5 ,   No .   2 J u n 20 2 6 :   281 - 2 9 4   286   2 . 3 . 1 .   I nitia liza t io n a nd   p re pro ce s s ing   Path   p o in g en er atio n   b eg i n s   b y   m o d elin g   letter s ,   s y m b o l s ,   an d   im ag es  as  3 o b jects  in   C AD   en v ir o n m en lik So lid W o r k s .   Fo r   letter s   an d   n u m b er s ,   th ey   ca n   b cr ea ted   u s in g   th T e x t   T o o an d   ex tr u d ed   to   f o r m   3 D   f ea tu r es.  Fo r   s y m b o ls   an d   f ig u r es,  th ey   ar e   e ith er   m an u ally   s k etch ed   o r   i m p o r ted   f r o m   v ec t o r   f iles .   Af ter   co m p letin g   th e   s k etch es,  th ese  m o d els  ar ex p o r ted   i n   . SAT  f o r m at  a n d   i m p o r ted   in to   AB B   R o b o tSt u d io   u s in g   th I m p o r t   Geo m etr y   f ea tu r e.   T h e y   ar th en   alig n ed   an d   p o s itio n ed   o n   v ir tu al  s u r f ac th at  s im u lates  th ac tu al  wo r k in g   ar ea   o f   th Go Fa  r o b o t.  T h o v er all  p r o ce s s   o f   cr ea tin g   th 3 m o d el  an d   g en er atin g   t h co r r esp o n d i n g   p ath   p o in ts   is   illu s tr ated   in   Fig u r 5 .   Fig u r 5 ( a )   illu s tr ates  an   ex am p le  o f   3 D   letter   m o d el  cr ea ted   i n   So lid W o r k s   th at  is   im p o r te d   in to   R o b o tSt u d io   f o r   p ath   p o in g en er at io n .           ( a )   ( b )     Fig u r e   5 .   E x am p le  o f   3 letter   o b jects: ( a)   letter s   m o d eled   in   So lid W o r k s   an d   ( b )   au to m atica lly   g en er ated   p ath   p o i n ts   o f   letter   u s in g   th Au to Path   f u n ctio n   in   R o b o t Stu d io       2 . 3 . 2 .   Aut o ma t ic  pa t h po int  g ener a t io n   Usi n g   th Au t o Path   f u n ctio n   i n   R o b o tSt u d i o s   Path   Pr o g r a m m in g   t o o l,   th c o n to u r s   o f   i m p o r ted   3 D   o b jects  ar a u to m atica lly   d ete cted   to   g en e r ate  m o tio n   p ath s .   R o b o tSt u d io   cr ea tes  a   s eq u en ce   o f   tar g ets  al o n g   th s elec ted   co n to u r ,   ea c h   co n tain in g   p o s itio n   d ata  f r o m   th g eo m etr y ,   o r ien tatio n   alig n e d   with   th s u r f ac e,   an d   co n f ig u r atio n   d etails  s u ch   as  th d ef au lt  wo r k o b ject  a n d   jo in t   s etu p .   T h is   p r o c ess   co n v er ts   th e   o b ject’ s   g eo m etr y   i n to   tr ajec to r y   th e   r o b o ca n   f o llo f o r   w r itin g   o r   d r awin g .   Fig u r 5 ( b )   s h o ws  an   ex am p le  o f   p ath   p o in ts   g en er ate d   alo n g   lette r ' s   co n to u r   u s in g   A u to Path .   Af ter   g en er atin g   th p ath ,   s o m p ar am eter s   m a y   n ee d   to   b tu n ed   to   en s u r a cc u r ate  ex ec u tio n .   Fo r   ex am p le,   in d iv id u al   tar g ets  m ay   r eq u ir u p d ates  to   th e   wo r k o b ject  o r   t o o o r ien tatio n ,   wh ile  th o v er all  p at h   s ettin g s   d ef in m o tio n   ty p e,   s p ee d ,   tr an s itio n   zo n es,  a n d   to o l selec tio n .   T h ese  r ef in em e n ts   en h an ce   p r ec is io n   an d   r eli ab ilit y   d u r in g   o p e r atio n .   Alth o u g h   Au to Path   g en er ates  tr ajec to r ies  at  f ix ed   s ca le  d e f in ed   b y   th o r ig in al   C AD  m o d el,   th ese   tr ajec to r ies  ca n   b e f f icien tly   r esized   to   m atch   u s er - d e f in ed   wr itin g   d im en s io n s .   T h is   is   ac h iev ed   th r o u g h   a   g eo m etr ic  s ca lin g   o p er atio n   a p p lied   d ir ec tly   t o   th tar g et  p o s itio n s   g en er ated .   L et  p ath   p o in t in   th e   lo ca l c o o r d in ate  f r am o f   th im p o r ted   g eo m etr y   b d e f in ed   as   ( 1 ) .     = [ , , ]   ( 1 )     T o   r esize  th wr itin g   p atter n ,   u n if o r m   s ca lin g   f ac to r     is   ap p lied   to   th p lan ar   co m p o n en t s   o f   th p ath .   Sin ce   wr itin g   o cc u r s   o n   a   p lan ar   s u r f ac e,   s ca lin g   is   p er f o r m e d   o n ly   in   th e   XY  p lan e,   wh ile  th v er tical  co o r d i n ate    is   k ep t c o n s tan t to   p r eser v co n s is ten t su r f ac co n tact   ( 2 ) .     = [ , , ]     ( 2 )     Af ter   s ca lin g ,   th p ath   is   tr an s f o r m ed   f r o m   th l o ca o b ject  c o o r d in ate   f r am e   in to   th e   r o b o t   wo r k s p ac u s in g   a   r ig id   b o d y   tr an s f o r m atio n .   T h is   tr an s f o r m atio n   alig n s   th p ath   with   th d esire d   wr itin g   lo ca tio n   an d   o r ien tatio n   o n   th wo r k in g   s u r f ac e   ( 3 ) ,      = +     ( 3 )     wh er 3 × 3   is   th e   r o tatio n   m atr ix   d ef in in g   th e   o r ien tatio n   o f   th e   wo r k o b ject  f r am e,   an d     is   th e   tr an s latio n   v ec to r   s p ec if y in g   it s   p o s itio n   r elativ to   th r o b o b ase  f r am e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         A   p a th   g e n era tio n   a n d   c o n tr o l fra mewo r fo r   6 - DOF   r o b o t in   p r ec is io n   w r itin g     ( K h o i H o a n g   Din h )   287     T h is   tr an s f o r m atio n   s tr ateg y   allo ws  th s am g eo m etr ic  p ath   to   b r e u s ed   at  d if f er en t   s izes  an d   p o s itio n s   with o u r eg en e r atin g   th u n d er ly in g   C AD  m o d el  o r   r ec alcu latin g   th e   tr ajec to r y   in   Au to Path .   As  r esu lt,  th s y s tem   s u p p o r ts   f l ex ib le  s ca lin g   an d   p lace m en t   o f   wr itin g   an d   d r awin g   task s   wh ile  m ain tain in g   co n s is ten m o tio n   b e h av io r   a n d   s u r f ac e   co n tact  q u ality .   T h im p lem en tatio n   o f   p ath   g e n er atio n   a n d   s ca lin g   p r o ce d u r is   s u m m ar ized   i n   A lg o r ith m   1 .     Alg o r ith m   1 .   Au to Path - B ased   T r ajec to r y   Gen e r atio n   Input:   CAD model  , workobject   , tool   0 , scale factor  , transform  ( , _ )   Output:   Executable target list  e x e c   1.  ImportAndAlign ( ,  )   2.  AutoPathExtractTargets ( )   3.  for each   do   4.      AssignToolWObj( ,  0 ,  )   5.      OrientToPlaneNormal( ,  )   6.      . [ . , . , . ] + _   7.  end for   8. ExportPath( )     2 . 3 . 3 .   L im it a t io ns   a nd   d is cus s io n     W h ile  th Au to Path - b ased   ap p r o ac h   s ig n if ican tly   s im p lifie s   tr ajec to r y   g e n er atio n ,   s ev er al  li m itatio n s   s h o u ld   b n o te d .   First,  co m p l ex   g eo m etr ies  co n tain in g   o v e r lap p in g   co n to u r s   o r   n ested   s h ap es  m ay   r esu lt  in   am b ig u o u s   tr av er s al  o r d er .   I n   s u ch   ca s es,  m an u al  r eo r d er in g   o r   s eg m en tatio n   o f   th p ath   is   r eq u ir ed   to   en s u r e   co r r ec s tr o k s eq u e n cin g .   Se co n d ,   Au to Path   d o es  n o in h er en tly   o p tim ize  s tr o k d ir ec tio n   o r   p e n   liftin g   b eh av io r ,   wh ich   m ay   lead   to   u n n ec ess ar y   m o tio n   o r   d is co n tin u ities .   T h ese  is s u e s   ar ad d r ess ed   th r o u g h   p o s t - p r o ce s s in g   an d   r u le - b ased   p at h   r ef in em en t.  Fin ally ,   s in ce   A u to Path   o p er ates o n   g e o m etr ic   f ea tu r es r ath er   th an   s em an tic  s tr o k in f o r m atio n ,   t h g en er ated   p at h s   m ay   n o alwa y s   r ef lect  h u m an - lik wr itin g   b eh av i o r .   Fu tu r e   wo r k   will  in teg r ate  s tr o k e - lev el  p lan n in g   an d   v is io n - b ased   f ee d b ac k   t o   en a b le  ad ap tiv e   c o r r ec tio n   a n d   m o r e   n atu r al  wr itin g   tr ajec to r ies.     2 . 4 .     H u m a n m a chine int er f a ce   ( H M I )   T h h u m an m ac h in in te r f a ce   ( HM I ) ,   s h o wn   in   Fig u r e   6 ,   p r o v i d es  an   in tu itiv p latf o r m   f o r   co n f ig u r in g   an d   ex ec u tin g   r o b o task s .   T h in ter f ac is   o r g an ized   in to   th r ee   f u n ctio n a m o d es:  wr itin g ,   d r awin g ,   a n d   clea n in g .   I n   wr itin g   m o d e,   u s er s   in p u te x co n ten an d   s p ec if y   th e   d esire d   f o n s ize.   I n   d r awin g   m o d e,   u s er s   s elec p r ed ef in e d   s h ap es  o r   im p o r cu s to m   im ag es  an d   ad ju s th eir   g eo m etr ic  s ca le  b ef o r ex ec u tio n .   I n   clea n in g   m o d e,   th u s er   ca n   co m m an d   eith er   f u ll  a r ea   er asin g   o p er at io n   o r   a   lo ca lized   clea n in g   ac tio n   ta r g etin g   a   s p ec if ic  r eg io n .   I n   a d d itio n ,   th e   HM I   allo ws  u s er s   to   co n f ig u r co m m u n icatio n   p ar am eter s   s u ch   as  th r o b o co n tr o ller s   I a d d r ess   an d   p o r n u m b er ,   en ab lin g   f le x ib le   d ep lo y m en ac r o s s   d if f er en n etwo r k   e n v ir o n m en t s   with o u t m o d if y i n g   th e   u n d er ly in g   co n tr o l so f twar e.           Fig u r 6 .   User - o r ien ted   HM I       2 . 4 . 1 .   Co mm un ica t io a rc hit ec t ure  a nd   da t a   ex cha ng e     C o m m u n icatio n   b etwe en   t h e   HM I   an d   th r o b o co n tr o l ler   f o llo ws  clien t s er v er   a r ch itectu r im p lem en ted   o v er   T C P/IP  s o ck et  co n n ec tio n .   T h HM I   ac ts   as  th clien t,  wh ile  th AB B   Om n i C o r co n tr o ller   r u n s   R API D - b as ed   s o ck et  s er v er   lis ten in g   o n   p o r 1 0 2 5 .   On ce   co n n ec ted ,   th HM I   tr an s m its   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE I n J   R o b   &   A u to m Vo l .   1 5 ,   No .   2 J u n 20 2 6 :   281 - 2 9 4   288   s tr u ctu r ed   c o m m an d   p ac k ets  co n tain in g   th task   ty p e   ( wr i tin g ,   d r awin g ,   o r   clea n in g ) ,   r elev an p a r am eter s   ( e. g . ,   tex t c o n ten t,  s ca le,   o r   cle an in g   m o d e) ,   a n d   ex ec u tio n   f lag s .   T h lig h tweig h t m ess ag f o r m at  en s u r es lo w   co m m u n icatio n   laten cy ,   t y p ic ally   with in   f ew  m illi s ec o n d s ,   wh ich   is   s u f f icien t f o r   s u p er v is o r y   co n tr o l.  B asic  er r o r   h an d li n g   is   im p lem e n te d   to   r ejec m alf o r m ed   d ata  a n d   n o tify   t h u s er   in   ca s o f   co n n ec tio n   f ailu r es,   en s u r in g   s af an d   r eliab le  o p er atio n .     2 . 4 . 2 .   E x ec utio f ee db a ck   a n d e rr o ha nd lin g     On ce   co m m an d   is   r ec eiv e d ,   th r o b o co n tr o ller   v alid ates  th d ata  f o r m at  an d   in i tiates  th e   co r r esp o n d in g   R API r o u tin e.   E x ec u tio n   s tatu s   m ess a g es ,   in clu d in g   task   s tar t,  co m p letio n ,   o r   er r o r   n o tific atio n s ,   ar s en b ac k   to   th HM I   in   r ea tim e.   T h is   f ee d b ac k   is   also   d is p lay ed   in   th HM I   p an el  s h o wn   in   Fig u r e   6 ,   all o win g   u s er s   to   m o n ito r   s y s tem   s tate  an d   ex ec u tio n   p r o g r ess .   B asic  er r o r   h a n d lin g   m ec h an is m s   ar im p lem en ted   to   en s u r s af an d   r eliab le  o p er atio n .   I f   c o n n ec tio n   attem p f ails ,   th H MI   n o tifie s   th u s er   an d   p r ev en ts   c o m m an d   tr a n s m is s io n   u n til  co m m u n icatio n   is   r esto r ed .   Similar ly ,   m alf o r m ed   o r   i n co m p lete   d ata  p ac k ets  ar r ejec ted   b y   t h co n tr o ller ,   an d   a n   er r o r   m ess ag is   r etu r n ed   to   th HM I .   T h ese  m ea s u r es  p r ev en u n in ten d ed   r o b o m o ti o n   an d   en h a n ce   s y s tem   r o b u s tn ess   d u r in g   o p er atio n .     2 . 5 .     Co ntr o a lg o rit hm   a nd   m o t io n e x e cut io n   T h is   s ec tio n   o u tlin es  th co n tr o s ch em d ev elo p ed   to   p r o ce s s   u s er   in p u in to   ex ec u tab le  co m m an d s   f o r   th e   AB B   Go Fa  r o b o t.  C o m m u n icatio n   b eg in s   with   T C P/IP  s o ck et  co n n ec tio n   b etwe en   th HM I   clien t   an d   th r o b o co n t r o ller .   T h u s er   co n f i g u r es  th c o r r ec I ad d r ess   an d   p o r t   to   m atch   th r o b o t’ s   s ettin g s .   On ce   co n n ec ted ,   th e   s y s tem   is   r ea d y   t o   r ec eiv e   co m m an d s .   T h e   HM I   s u p p o r ts   two   m ain   f u n ctio n s :   wr itin g /d r awin g   an d   clea n in g ,   with   th ap p r o p r iate  to o s elec ted   f o r   ea ch .   User s   ca n   in p u t   tex an d   f o n s ize   o r   ch o o s p r ed ef in e d   f i g u r es  f r o m   a   g r a p h ical  lib r a r y .   W h en   th “Sen d   b u tto n   is   p r ess ed ,   th d ata  is   en c o d ed   an d   tr an s m itted   to   t h co n t r o ll er   f o r   p r o ce s s in g .   Up o n   r ec eiv in g   co m m an d ,   th r o b o co n t r o ller   p r o ce s s es  th in p u ac co r d in g   to   its   ty p e :   tex t,   d r awin g ,   o r   clea n i n g .   Fo r   tex in p u t,  th co n ten t is p ar s ed   ch ar ac ter   b y   ch ar ac ter ,   with   ea ch   ch ar ac ter   m atch ed   to   co r r esp o n d i n g   en tr y   in   a   lo ca s tr o k lib r ar y   an d   s ca led   to   th s p ec if ied   f o n s ize.   Dr awin g   in p u ts   ar h an d led   u s in g   p r e d ef in e d   tem p lates,  wh ich   a r s im ilar ly   s ca led   to   th e   u s er - d e f in ed   d im e n s io n s .   Fo r   clea n in g   o p er atio n s ,   two   m o d es  ar s u p p o r ted s elec tiv clea n in g   an d   f u ll - s u r f ac clea n in g .   I n   s elec tiv m o d e,   th u s er   s p ec if ies  r ec tan g u lar   r eg i o n   o n   th b o ar d   to   b clea n ed .   I n   f u ll - s u r f ac m o d e,   th r o b o ex ec u tes  co v er ag e   p ath   o v er   t h en tire   p r e v io u s ly   m ar k e d   ar ea   to   e n s u r e   co m p lete  clea n in g .   T o o c h an g es,  p o s itio n in g ,   wo r k s p ac b o u n d ar ies,  an d   s af ety   ch ec k s   ar s y s tem atica l ly   h an d led   f o r   ea ch   m o d p r io r   to   ex ec u tio n   t o   en s u r r eliab le  an d   s af o p e r at io n .   T h f in al  o u t p u is   n o r m alize d   lis o f   p ath   p o i n ts ,   m ea n in g   th at  all  co o r d in ates  ar tr a n s f o r m ed   in t o   co n s is ten r ef e r en ce   f r am e ,   en s u r in g   th at   p ath s   g en e r ated   f r o m   d if f e r en i n p u t   ty p es tex t,  d r awin g s ,   o r   clea n in g   c o m m an d s s h ar a   co m m o n   co o r d in ate  b asis .   T h is   u n if ied   r ep r esen tatio n   is   t h en   p ass ed   to   t h m o tio n   p lan n i n g   m o d u le  f o r   tr ajec to r y   g en er atio n   a n d   ex ec u tio n .   A   d etailed   f lo wch a r o f   th o v er all   co n t r o l   f r am ewo r k   is   s h o wn   in   Fig u r e   7.           Fig u r 7 .   C o n tr o l a lg o r ith m   f o r   wr itin g ,   d r awin g   an d   clea n in g   task s   u s in g   th AB B   Go Fa  r o b o t       Mo tio n   ex ec u tio n   is   p er f o r m ed   b y   th Om n iC o r co n t r o ll er .   Fo r   ea ch   tr ajec to r y   s eg m e n t,  m o tio n   p ar am eter s   s u ch   as  v elo city ,   a cc eler atio n ,   an d   b len d i n g   zo n ar ex p licitly   d ef i n ed   to   e n s u r s m o o th   a n d   s af e   o p er atio n .   T y p ical  p ar am eter s   in clu d m o d er ate  lin ea r   v e lo cities  f o r   wr itin g   an d   d r awin g   task s ,   r ed u ce d   ac c ele r a ti o n   n e ar   s u r f a ce   c o n ta ct,   a n d   f i n e   b le n d i n g   zo n es t o   m ai n t ai n   co n t i n u o u s   m o ti o n   w ith o u t   a b r u p t   s t o p s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         A   p a th   g e n era tio n   a n d   c o n tr o l fra mewo r fo r   6 - DOF   r o b o t in   p r ec is io n   w r itin g     ( K h o i H o a n g   Din h )   289   B ef o r ex ec u tio n ,   s af ety   ch ec k s   ar ap p lied   t o   v e r if y   t h at  a ll  tar g et  p o in ts   lie  with in   t h p r ed ef in e d   wo r k s p ac lim its   an d   th at  n o   to o co llis io n s   ar ex p ec ted .   I f   v io latio n   is   d etec ted ,   ex ec u tio n   is   ab o r ted   an d     war n in g   is   s en to   th H MI .   On ce   v alid ated ,   th r o b o ex ec u tes  th tr ajec to r y   s eq u en tially .   Statu s     f ee d b ac k ,   in clu d in g   ex ec u tio n   s tar t,  co m p letio n ,   o r   er r o r   c o n d itio n s ,   is   co n tin u o u s ly   tr an s m itted   b ac k   to   th HM I ,   allo win g   r ea l - tim m o n ito r in g .   T h o v e r all  p r o ce d u r o f   p lan n in g   an d   ex ec u tio n   is   s u m m ar ized   in   Alg o r ith m   2.     Alg o r ith m   2 .   Mo tio n   p lan n in g   an d   ex ec u tio n   p r o ce d u r e   Input : Command    = { τ, θ}   Output : Status y    {DONE, ERROR}   1.   Receive    2.   If ToolSelected(τ) = false then return ERROR   3.   I ← (τ = ERASE) ? Erase(θ)           : (τ = WRITE) ? Write(Parse(θ), Font(θ))                         : Draw(Figure(θ), Scale(θ))   4.   SetStartPose(); SendExecute()   5.   If  Ack() = false then return ERROR   6.   Execute(I); return DONE       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h is   s ec tio n   p r esen ts   s ev er al  p er f o r m an ce s   o f   th Go Fa  r o b o in   wr itin g   an d   d r awin g   ta s k s .   Af ter   co m p letin g   th lib r ar y   f o r   le tter s ,   n u m b e r s   an d   im a g es,  t h r o b o t   is   ab le  t o   e x ec u te  th g iv e n   m o tio n s   ac cu r ately   an d   is   ab le  to   wr ite  an y   tex t a n d   d r aw  a n y   im a g e.     3 . 1 .     M o t io pa r a m et er s   a nd   s a f et y   co ns idera t io ns     All  ex p er im en ts   wer e   co n d u cted   u s in g   co n s is ten s et  o f   m o tio n   p a r am eter s   an d   e x p er im en tal  co n d itio n s a n y   d ev iatio n   f r o m   th ese  s ettin g s   is   e x p licitly   s tated   wh er a p p licab le.   C ar tesi an   lin ea r   m o tio n s   wer em p lo y e d   f o r   all  wr itin g ,   d r awin g ,   an d   clea n in g   task s   to   en s u r ac cu r ate  s u r f ac e - f o llo win g   b eh a v io r .   T h m ax im u m   lin ea r   v elo city   was  s et  to   1 0 0 0   m m /s   f o r   m o s tr ajec to r ies,  wh ile  ac ce ler atio n   lim its   wer e   au to m atica lly   m an a g ed   b y   t h AB B   Om n iC o r co n tr o lle r   to   m ain tain   s m o o th   co n tac with   th wr itin g   s u r f ac e.   T o   m a x im ize  p o s itio n in g   ac c u r ac y   an d   s tr o k e   f id elit y ,   th e   tr an s itio n   ( b le n d in g )   z o n was  s et  to   ze r o ,   f o r cin g   t h r o b o to   r ea ch   ea ch   tar g et  p o in p r ec is ely   b e f o r m o v in g   to   th e   n ex t.  M o tio n   in ter p o latio n   an d   v elo city   p r o f ile  g en er atio n   ar h an d led   i n ter n ally   b y   th Om n iC o r co n tr o ller ,   wh ich   f o llo ws  th s tan d ar d   tr ap ez o id al  v el o city   p r o f ile  d ef in ed   in   AB B   R A PID   m o tio n   p lan n i n g ,   c o n s is tin g   o f   ac c eler atio n ,   co n s tan t - v elo city ,   an d   d ec eler atio n   p h a s es.   Saf ety   ch ec k s   ar s y s tem atica lly   ap p lied   p r io r   to   ex ec u tio n   to   en s u r r eliab le  an d   r ep ea tab le   o p er atio n .   All  g e n er ated   tar g et  p o in ts   ar v er if ied   to   lie  with in   p r ed ef in ed   wo r k s p ac b o u n d a r ies  co r r esp o n d in g   t o   th p h y s ical  wr itin g   s u r f ac e.   D u r in g   all  e x p er im en ts ,   th c o m m an d ed   m o tio n   alo n g   th - ax is   is   k ep co n s tan t.  Ver tical   co m p lian ce   is   in s tead   p r o v id ed   b y   th s p r in g   m e ch an is m   in teg r ated   in to   th e   Pen to o l,  wh ich   allo ws  d is p lace m en o f   a p p r o x im ately   ± 5   m m   alo n g   th - d ir ec tio n .   T h is   co m p lian ce   is   s u f f icien to   c o m p en s ate  f o r   m in o r   h eig h i n co n s is ten cies  o f   th e   wr itin g   s u r f ac wh ile  m ain tain in g   s tab le   co n tact  f o r ce .   T o   en s u r e   r e p r o d u cib ilit y ,   all  ex p er i m en ts   wer p er f o r m ed   u s in g   th s am e   h ar d war a n d   s o f twar e   co n f ig u r atio n .   C AD  m o d els  wer cr ea ted   u s in g   So lid W o r k s ,   an d   p ath   g e n er atio n   was  ca r r ied   o u in   AB B   R o b o tSt u d io   u s in g   th Au t o Path   f ea tu r e.   T h r o b o was  co n tr o lled   b y   a n   AB B   Om n iC o r co n tr o ller   r u n n i n g   R o b o tW ar v 7 . 1 8 .   Prio r   to   e x p er im en tatio n ,   t h wo r k s p ac an d   to o co n f ig u r atio n   wer c alib r ated   o n ce   a n d   r eu s ed   co n s is ten tly   ac r o s s   all  tr ials .     3 . 1 .     T ex t   writ ing   perf o rma nce  a nd   pa t h g ener a t io n   W d ev elo p ed   a   lib r ar y   co n tain in g   all  2 6   letter s   o f   th e   E n g lis h   alp h a b et  ( b o th   u p p er ca s an d   lo wer ca s e) ,   as  well  as  d ig its   f r o m   0   to   9 .   Dep e n d in g   o n   th c o m p lex ity   o f   ea ch   ch ar ac te r s   s h ap e,   b etwe en   1 0   to   5 0   p ath   p o in ts   ar ty p ically   r eq u ir e d   to   ac c u r ately   r e p r esen it.  Simp ler   ch ar ac te r s   s u ch   as  “i”,   “I ”,   o r   “l” ,   “L ”  r eq u ir e   f ewe r   p o in ts ,   w h er ea s   m o r e   co m p le x   ch a r ac ter s   lik “g ”,   “G” ,   o r   q ”,   Q”  d em an d   d en s er   tr ajec to r ies  f o r   p r ec is r en d e r in g .   L in ea r   s tr o k es  ar ex e cu ted   u s in g   s tr aig h t - lin m o t io n s ,   wh ile  cu r v ed   s eg m en ts ,   s u ch   as  t h o s in   c” ,   “C”,  o r   “s”,   “S” ,   ar h an d led   u s in g   cir cu la r   m o tio n s .   All  p ath   p o in ts   ar e   au to m atica lly   g en e r ated   u s in g   th p r o ce d u r m e n tio n ed   ab o v e,   with   o n ly   m i n o r   m an u al   r ef in em en ts .   T h ese   r ef in em en ts   in clu d ad j u s tin g   th to o o r ien tatio n   to   e n s u r p r o p er   alig n m en d u r in g   wr itin g ,   r ep o s itio n in g   s tar tin g   p o in ts   t o   m im ic   ty p ic al  h u m a n   wr itin g   b e h av io r ,   a n d   f i n e - tu n i n g   p ath   p o in ts   t o   m o r cl o s ely   f o llo w   th co n to u r s   o f   ce r tain   ch a r ac t er s .   T h ese  im p r o v em en ts   h elp   en h an ce   th n atu r al  ap p ea r an ce   an d   ac c u r ac y   o f   th r o b o t' s   wr itin g   m o tio n s .   Fo r   m u lti - lin tex in p u t,  th e   r o b o e x ec u tes  lin e - by - lin wr itin g   s eq u en ce ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE I n J   R o b   &   A u to m Vo l .   1 5 ,   No .   2 J u n 20 2 6 :   281 - 2 9 4   290   m o v in g   f r o m   lef to   r i g h ac r o s s   ea ch   lin e,   th en   r etu r n in g   to   th lef m ar g in   an d   s h if tin g   d o wn war d   b y   co n s tan s p ac in g   b ef o r c o n tin u in g   with   th n ex lin e.   T h is   m o tio n   p atter n   clo s ely   im itates  h u m an   h an d wr itin g   a n d   e n s u r es u n if o r m   ch ar ac ter   ali g n m en t a c r o s s   lin es.    T h r o u g h   t h HM I ,   u s er s   ca n   en ter   cu s to m   tex an d   s p ec if y   d esire d   f o n s izes.  T h is   in p u is   th en   en co d ed   an d   tr a n s m itted   to   t h r o b o f o r   ex ec u tio n .   Fig u r 8   p r esen ts   s ev er al  ex am p le s   o f   th AB B   Go Fa   r o b o p e r f o r m in g   wr itin g   an d   d r awin g   task s .   I n   p ar ticu lar ,   Fig u r 8 ( a )   illu s tr ate th r o b o ex ec u tin g   tex t - wr itin g   o p er atio n s   with   s m o o th   an d   p r ec is m o tio n   a cr o s s   d if f er en f o n s izes.  W h ile  th p r esen im p lem en tatio n   s u p p o r ts   o n ly   th E n g lis h   alp h ab et,   th p r o p o s ed   ap p r o ac h   is   r ea d ily   ad a p tab le  to   co m p lex   f o n s ty les  o r   m u ltil in g u al  in p u ts ,   as  lo n g   as  th e   ch ar ac ter s   c an   b e   r ep r esen ted   as  So lid W o r k s   m o d els  f o r   p ath   p o in g en er atio n .   I is   also   wo r th   n o tin g   th at  th wr itin g   s u r f ac u s ed   in   o u r   ex p e r im en ts   is   n o p er f ec tly   f lat,   with   s lig h h eig h v a r iatio n s   a cr o s s   th b o ar d .   Ho wev e r ,   th a n k s   to   th in te g r ated   s p r in g   m ec h an is m   in   o u r   p e n   to o l,  th r o b o t c an   m ain tain   co n s is ten t c o n tact  with   th s u r f ac e,   en ab lin g   s u cc ess f u l w r itin g   with o u t e x ce s s iv p r ess u r o r   lo s s   o f   c o n tact.             ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r e   8 .   E x am p les o f   th AB B   Go Fa  r o b o t p er f o r m i n g   wr it in g   an d   d r awin g   task s ( a )   tex t   wr itin g   in   v a r io u s   f o n t size ,   an d   d r awin g   co m p le x   f ig u r es   o f   ( b th s im p le  “c o o p er ativ e”   s y m b o l a n d   ( c )   t h u n iv er s ity   lo g o       3 . 2 .     Sy m bo l a nd   im a g dra wing   perf o rm a nce   Fo r   d r awin g   task s ,   alth o u g h   p ath   p o in ts   ar au t o m atica lly   g en er ated   to   f o llo th co n to u r s   o f   a   g iv en   s y m b o o r   im ag e,   ad d it io n al  r ef i n em en is   o f ten   n ec ess ar y ,   p ar ticu lar ly   f o r   lar g e,   co m p lex ,   o r   h ig h ly   d etailed   f ig u r es.  C o m p ar ed   to   tex wr itin g ,   s y m b o an d   im ag d r awin g   t y p ically   r e q u ir m o r p o s t - p r o ce s s in g   to   en s u r e   v is u al  f id elity   an d   n atu r al  m o tio n .   I n   ca s es  wh e r f i g u r e   co n s is ts   o f   m u ltip le  lay er s   o r   n ested   co n to u r s ,   m a n u al  s elec tio n   o f   in d iv id u al  co n to u r s   m ay   b n ee d ed   d u r in g   th p at h   g e n er atio n   p r o ce s s   to   ac h iev th d esire d   lev el  o f   ac cu r ac y .   T h n u m b e r   o f   p ath   p o i n ts   r eq u ir ed   to   ca p tu r f ig u r d ep en d s   lar g ely   o n   its   co m p lex ity .   Fo r   ex am p le,   th s im p le  “c o o p er a tiv e”   s y m b o illu s tr ated   in   Fig u r 8 ( b )   r e q u ir es  ap p r o x im ate ly   2 4 3   p ath   p o i n ts ,   wh ile  th u n iv er s ity   lo g o   in   F ig u r 8 ( c )   in v o l v es  ar o u n d   6 5 5   p ath   p o in ts   d u e   to   its   in tr icate   d esig n   a n d   f in e r   s tr u ctu r al  d etails.  I n   o u r   im p lem en tatio n ,   b o th   s y m b o ls   an d   i m ag es  ar s to r ed   i n   p r ed ef in ed   lib r ar y   an d   ca n   b ac ce s s ed   v ia  th HM I ,   wh er u s er s   ca n   also   f r ee ly   ad ju s th s ca le  o f   th d r awin g .   Fig u r es   8 ( b )   an d   8 ( c )   s h o wca s th Go Fa  r o b o s u cc ess f u lly   ex ec u tin g   d r awin g   task s   with   v ar y in g   lev els  o f   co m p lex ity ,   d em o n s tr atin g   t h f lex ib ilit y   a n d   p r ec is io n   o f   th e   p r o p o s ed   s y s tem .     3 . 3 .     Aut o m a t ed  bo a rd  clea nin g   wit h m o un t ing   pa d inte g ra t io n   T o   en a b le  au to n o m o u s   b o a r d   m ain ten an ce ,   th e   Go Fa  r o b o is   eq u ip p ed   with   cu s to m - d esig n ed   m o u n tin g   p ad   f o r   clea n in g   o p er atio n s .   Fo r   th is   task ,   th e   s y s tem   s witch es  th T o o C en ter   Po in ( T C P)  to   th e   o n co r r esp o n d i n g   to   th clea n in g   p a d   an d   e x ec u tes  p r ed ef in ed   m o tio n   s eq u en ce   o p tim ized   f o r   wip in g   th e   b o ar d   s u r f ac e .   T h clea n in g   tr ajec to r y   m ain tain s   co n s is ten p r ess u r an d   f u ll  co v e r ag e,   en s u r in g   th at  th p ad   r em ain s   p er p en d icu lar   to   th e   b o ar d   th r o u g h o u th p r o ce s s .   I n   th is   wo r k ,   th clea n in g   p r o ce d u r wa s   ex p er im en tally   v er if ied   t o   d et er m in th o p tim al  n u m b er   o f   wip in g   p ass es  an d   ap p r o p r iate  co n tact  p r ess u r e   d u r in g   m o tio n .   Alter n ativ ely ,   v is io n - b ased   m eth o d   c o u l d   b e m p lo y e d   to   au to m atic ally   ass ess   s u r f ac e   clea n lin ess   an d   ad ju s t th n u m b er   o f   clea n in g   s eq u en ce s   ac c o r d in g l y .   Fig u r 9   s h o ws  th r o b o co n f ig u r ed   with   th clea n in g   p ad   attac h ed ,   p r ep ar in g   to   clea n   th b o ar d .   T h is   f ea tu r e n h an ce s   t h o v er all  au to n o m y   o f   th s y s tem   b y   allo win g   it  t o   clea r   p r e v io u s   co n te n with o u t   h u m an   in ter v en tio n ,   m a k in g   it   r ea d y   f o r   s u b s eq u en wr itin g   o r   d r awin g   task s .   Su ch   f u n ctio n ality   is   esp ec ially   u s ef u l in   d em o n s tr atio n   o r   cla s s r o o m   s ettin g s   wh er r ep ea te d   task s   ar p er f o r m ed   in   s eq u e n ce .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.