二维图像再见,VR远程操控才是机器人正确的开启方式

即使现在机器人可以自主且出色地完成任务,但仍存在需要人类介入和控制的情况。Brown University计算机科学家为此开发了一款软件,可帮助用户沉浸式观察机器人的周围环境,在千里之外对机器人进行操控。

视频内容

该软件由Brown University本科生Eric Rosen与研究生David Whitney合作研发,目前两人都在由计算机科学助理教授Stefanie Tellex负责的Humans to Robots实验室工作。

VR远程操控机器人,怎么实现?

通过互联网,该软件能够将机器人的力臂抓手、摄像头、传感器连接至VR硬件设备。借助手持控制器,用户只需移动自己的手臂,就可以控制机器人力臂,执行复杂的操作任务。

目前有两种观察视角可供用户选择:一种是机器人所见的第一视角,可直观了解机器人目前工作进度;另一种是通过机器人力臂上摄像头的第三视角,观察机器人周围的环境。两种视角可自由进行切换,以便用户选择更利于完成任务的视角。

此外,通过互联网技术,这款软件确保了机器人与VR设备之间数据传输的高效性,使用户能以最低的延迟,远程操控机器人。

远程操控,VR帮助机器人完成“精细活”

其实,即使是复杂的机器人,也常常通过一些简单的手段进行远程操控——例如键盘、二维显示器或是类似电视遥控器控制手柄等。但Whitney和Rosen指出,这些方式适用于操控轮式机器人或驾驶无人机。但对于复杂的任务而言,这些方法就不足以满足操控需求了。

Whitney表示:“使用键盘和遥控器来控制那些拥有复杂力臂的机器人,效果比较差强人意。而二维映射显示器又会显示人们对机器人所属空间的感知能力。所以我们需要更为精准直观的控制系统,来控制精巧的机器人在复杂环境中的工作。”

Whitney补充道:“我们认为这款软件可以用于需要精巧操作,且人类难以亲临的工作情景。我们目前正在考虑这三个应用场景:拆除炸弹、在受损核设施内工作、在国际空间站操控机械臂。”

能够带来直观、身临其境体验效果的VR技术,成为机器人控制器最好的搭配选择。Rosen和Whitney研发的这款软件,就将VR技术与机器人操控完美地结合在一起。

该软件使用机器人的传感器,创建出机器人本身与其所处环境的点云模型,并将模型传输到连接了VR设备的计算机中。用户可以通过头显看到虚拟模型,并可在内部走动。同时,用户还可通过机器人手腕上配置的摄像头观看实时高清视频,了解任务场景的详细情况。

提升执行效率,源于VR的直观性

为了解该软件实际的使用效果,研究人员进行了一些实验。实验时,研究人员让普罗维登斯的用户,远程操作马萨诸塞州剑桥(两地相隔41英里)的机器人堆叠塑料杯。

研究显示,18位新手用户通过VR操控系统叠杯的速度,较传统操控方式叠杯的速度提高了66%。用户也表示更喜欢通过虚拟操控的方式来操控机器人完成任务。此外,用户认为这种操控方式的难度比键盘和遥控器操控的难度更低。

Rosen解释道:“任务执行速度的提升得益于VR的直观性。在VR中,用户可以沉浸式了解机器人所处的环境,更专注于解决问题、完成任务”

目前,研究人员计划进一步开发这款软件,尝试加入混合控制模式。让机器人自主完成一些任务,然后人类接管完成其他任务。该软件现已免费在网上提供。

本文由haptic刊发,属VRPinea原创编译稿件,转载请洽:brand@vrpinea.com

原文发布于微信公众号 - VRPinea(VRPinea)

原文发表时间:2018-01-19

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