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无论是在制造仓库中人类协调上下半身运动以将沉重箱子推入指定插槽，还是医护人员协同工作确保病床的服从性和安全性并将其引导至所需位置，都充分展现了动态运动操作（DLM）的核心价值和应用潜力。
人形机器人，凭借其与人类相似的形态和运动能力，天然地具有更好地适应人类工作环境的优势。但要真正成为有用且可靠的工具，它们必须能够执行类似人类的任务。赋予人形机器人以动态运动操作（DLM）能力，将显著提升其工作效率和安全性。
为了实现这一目标，研究人员正在探索将人类的规划和智能嵌入到机器人控制回路中的方法，即远程操作。这种方法旨在利用人类的适应性，并尝试发现自主执行这些任务的关键。通过全身运动重定向策略，机器人能够实时地利用人体运动来控制其运动，而操作员则可以直接用他们的手臂来控制机器人的操作。
▍提出新框架，赋予人形机器人DLM能力
前不久，来自美国伊利诺伊大学香槟分校的研究人员针对如何使人形机器人具备DLM能力这一关键问题展开了深入研究。他们创新性地提出了一种采用位置或力映射进行操作和运动的全身重定向框架，该框架可通过捕捉操作员的全身运动来***控制机器人的位置和姿态，同时提供力反馈以增强操作员的感知和控制能力。
为了增强操作员对周围环境的感知，研究人员还提出了一种双边遥操作框架，从而创造了更具沉浸感的远程操作体验。具体来说，他们使用人机界面（HMI）来测量人体的俯仰角、捕捉手臂运动，并提供相应的触觉力和扭矩反馈。
通过进行实验测试，团队验证了所提方法的有效性，并充分展示了全身力矩反馈在提升操作员情境意识方面的显著作用。
尽管已有研究成功实现双足同步行走和人形机器人全身控制，但强力任务或人机协作（HRC）中的运动和操作协调尚未充分展示。该研究弥补了这一空白，展示了涉及环境互动和HRC的DLM任务，并研究了触觉反馈在提升操作员意识和DLM任务完成率中的作用。
那么，这项研究具体是怎样的呢？接下来，一起来和机器人大讲堂深入探索吧！
▍两大路径，一大方法，常用机器人远程操作策略分析
在机器人远程操作领域，全身重定向策略和操纵映射方法是两种主要的技术路径。
全身重定向策略通过将人类的躯干倾斜角映射到机器人基座的速度，实现站定和***位置跟踪。这种方法简单直观，使操作员能够通过身体倾斜来控制机器人的移动，无需复杂的遥控器或键盘操作。然而，由于机器人的加速度与倾斜角成正比，动态响应性较差，操作员需要不断调整机器人的加速度和位置以保持***的位置跟踪，这可能会增加认知负担。
本文摘自：网络 日期：2024-08-12
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