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使用两个移动机械手进行身体伸展 焦点播报

来源：互联网    时间：2023-04-21 23:09:57


【资料图】

想象一下，躺在床上，您只需动动手指，引导移动机器人为您端来一杯水、开门取快递，甚至洗衣服。如果您有兴趣，您可能想了解更多关于基于两个移动机械手的新型远程操作机器人系统的信息。该系统由大阪大学的机器人专家开发。他们于 2 月 10 日在Cyborg and Bionic Systems杂志上发表了一篇描述该机器人系统的研究论文。

早在2013年，福岛核电站就发生了灾难性的放射性泄漏和污染，这使得周边地区对人类停留和执行应急任务极为危险。在这种情况下，许多机器人被远程部署和控制，大大降低了救援人员的风险和伤害。从那时起，远程操作的机器人系统一直是一个热门的研究课题。

“除了用于辐射暴露区域之外，还有许多野外机器人被开发用于在遥远的因地震或其他人为和自然灾害造成的受损地点、没有专家医生的医疗地点以及外太空等地收集数据。” 研究作者说。

“由于 2019 年冠状病毒病 (COVID-19) 大流行限制了人们的行动，在过去 2 年中，对远程控制的研究兴趣进一步凸显。武汉医院开发并远程部署了一系列机器人，以协助医生和患者。”

与以往的研究往往包含一个移动底座和安装在该底座上的一或两个机械臂相比，本研究具有两个独立的移动底座。每个底座都安装有一个机械手。每个安装有机械手的底座都由一只手控制。特别是，人类遥控操作员每只手的姿势都由运动捕捉系统记录，以控制相应机械臂的姿势。此外，操作员可以使用两个操纵杆移动两个移动底座。因此，这两个移动机械手可以以合作的方式工作，就像我们如何使用我们的手一样。

“为基于运动跟踪的远程操作结合两个独立可移动的机械手的提议很有趣。然而，有一些固有的问题需要解决。” Wan 说：“首先，如何将人类遥控操作员的两只手臂的姿势映射到相应的机械手的姿势。另外，在某些情况下，机械臂可能会与自身发生碰撞，如何避免。此外，如何远程监控两个操作范围大的机械手。” 他们相信他们已经通过应用特殊程序和手持相机解决了这些问题。

他们通过拿起一个咖啡杯并仅使用一个移动机械手将其移交来演示该机器人系统。更重要的是，两个移动机械手可以协同工作，拾取和放置长木棍。“由于有两个移动机械手，所提出的系统可以在扩展人体功能的同时保持拥有双臂的优势。” 万说，“结果证明了所提出系统的有效性，从而将人体扩展到一个大空间，同时保持了拥有两条肢体的好处。”

未来，他们将专注于解决几个遗留问题，包括：a)开发一种自动校准方法，以匹配人类遥控操作员手臂和机械手的方向;b) 使用内置IMU传感器的摇杆，让遥控操作者更灵活地控制摇杆;c) 最小化两个操纵器之间的协调误差;d) 为遥远且看不见的工作空间中的远程操作提供反馈界面。

该论文的作者包括 Yusuke Hirao、Weiwei Wan、Dimitrios Kanoulas 和 Kensuke Harada。

该研究由 UKRI 未来领袖奖学金 (RoboHike) 和伦敦大学学院-大阪大学战略合作伙伴基金 2021 资助。

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