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  • 能让你远程进行维修操作的机械臂来了!

      布里斯托大学的两名研究人员使机器人的应用更加现实了,尽管这个实验还处于初期阶段。这个手持式机械臂也许可以解决涉及远程指令的一些艰巨任务,比如维护、指导、诊断。
     
    图片为手持式机械臂,配有可远程控制的五个自由度提示框、摄像头、感应模拟的提示框。
    图片来源:布里斯托大学
     
      要了解这个机器人的工作原理,至关重要的是要了解研究作者Janis Stolzenwald和Walterio W. Mayol-Cuevas希望解决的问题。在使用协作式远程协助的情况下,学习的本地工作人员(经验不足)必须完全理解另一位具有专业知识的远程工作人员的指示。比如,为了在侵入性外科手术中培训实习医生,经验丰富的医生可能会在描述如何操作工具的同时远程培训新手。
     

     
      论文的作者表示,远程协助在工业应用中特别有用,例如在现代化的工厂中。诊断或解决问题需要高水平的专业知识,或者可能需要专家来现场解决问题,例如制造过程中的机器脱机或管道阻塞,这都比较耗钱。尽管增强现实系统和远程操控流程已经在使用中,但仍缺乏更有效的方法。这主要是因为虽然当前的通信方法很发达,但是靠远程工作者和本地工作者之间的沟通来解决问题仍然比较困难。
     
      为了缩小差距,Stolzenwald和Mayol-Cuevas提出了一种使用半自动手持机械臂的系统,并在部分模拟的管道维护任务中对其进行了测试。
    图片为远程工作人员控制半自动手持式机械臂来支援工作现场中的本地工作人员。
    图片来源:布里斯托大学
     
      它的工作原理是这样的:在工作现场,由本地工作人员控制手持式机械臂,这个机械臂配备有摄像头和五个自由度(意味着机械臂可以在五个不同平面中移动)。然后,远程工作人员通过自定义界面访问其他工人正在使用的机械臂。这使得工作现场的人员拿着机械臂,而远程工作人员在操控机器臂。
     
      Stolzenwald和Mayol-Cuevas最感兴趣的是观察研究中的三者如何协作:远程工作人员、本地工作人员和机械臂。
    图片为远程工作人员的工作站。图片来源:布里斯托大学
     
      Stolzenwald和Mayol-Cuevas写道:“在任务执行方面,我们发现手持式机械臂的自主性和任务知识有助于提高协作效率,因为缩短了完成任务的时间。”他们发现,由远程控制但由本地工作人员握住的机械臂使测试任务的效率提高了24%。试想一下,如果这个在规模更大的工厂里使用,那么效率将会大大提高。
     
      主要目标是改善通信方式??蒲Ъ曳⑾?,至少在质量上,远程控制机械臂尖端的能力使得机器人完成任务变得更加容易。他们认为这是由于手臂的手势比较像婴儿早期就能做出的动作,比如伸手指。
     
      实际上,工作人员在维护管道期间所需的口头交流较少。研究人员推断,这是因为机器人的瞄准功能取代了远程工作人员的小尺寸运动指令,并且还减少了移动所需的任务知识。简而言之,与侵入性外科手术一样,对于必须进行的微小动作而言,具有不完善的信息对于使用中的机械臂而言,问题也会较少。
     
      那么,和机械臂一起工作会是有趣的体验吗?
     
      Stolzenwald和Mayol-Cueva也在论文中提及了。在上个月发表的第二篇论文中,两人调查了人们对机械臂自主完成任务是如何反应的。结果是,当工作人员的计划与机械臂的计划不符时,他们会非?;耪?。
     
      为了创建和谐的人机交互,不仅需要研究积极的交互作用,而且还要研究机械臂偏离工作人员想要执行的操作的实例。将来,Stolzenwald和Mayol-Cueva希望能超越测试机器人手臂的模拟,并过渡到实际环境中。他们还想研究经过全面培训的远程工作人员如何从这种机器人协助中受益,以及在培训方案中如何使本地工作人员受益。
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