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SwarmTouch:用于人群通信的触觉交互策略
2020年10月16日    阅读量:348    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

俄罗斯Skolkovo科学技术研究所(Skoltech)的研究人员最近推出了一种新的策略来增强人与机器人群体之间的互动,称为SwarmTouch。


在arXiv上预发表的一篇论文中提出的这种策略,使操作员可以与成群的纳米四极杆无人机进行通信并指导其形成,同时接收振动形式的触觉反馈。


SwarmTouch:用于人群通信的触觉交互策略 中国机械网,okmao.com


Skoltech教授兼智能太空机器人实验室负责人Dzmitry Tsetserukou表示:“我们正在无人机群领域工作,而我先前在触觉领域的研究对引入新的触觉人-群相互作用非常有帮助中国机械网okmao.com。告诉TechXplore。“但是,在我们的群体实验中,我们了解到当前的界面太不友好并且难以操作。”


Tsetserukou和他的同事在进行有关人类与群体互动的研究策略时,意识到目前没有可用的界面可以使操作员轻松部署大量机器人并实时控制其运动。


目前,大多数群只遵循预定义的轨迹,研究人员已经在机器人开始操作之前设定了预定义的轨迹。


另一方面,研究人员提出的人与群体互动策略允许人类用户直接引导纳米四极杆机器人群的运动。


它通过考虑用户的手的速度并相应地改变群体的形成形状或动力学来做到这一点,使用机器人之间的模拟阻抗互连来产生类似于自然界中的群体的行为。


研究人员设计的系统包括一个可穿戴的触觉显示器,该显示器将振动模式传递到用户的手指上,以告知他/她当前的群体动态(即,群体是否在扩张或收缩)。


这些振动模式使人类用户可以改变群体动态,从而使群体可以通过简单地以不同速度或不同方向移动他们的手来避开障碍物。


该系统使用称为Vicon Vantage V5的高精度运动捕捉系统来检测用户手的位置。此外,人工操作人员和群集中的各个机器人通过阻抗互连线连接。


Tsetserukou解释说:“这些连接的行为就像弹簧一样。” “它们可以防止无人机靠近操作员和彼此飞行以及突然启动或停止。


我们的策略极大地提高了人群交互的安全性,并使蜂群的行为类似于真实的生物系统(例如蜂群) )。”


Tsetserukou及其同事设计的人与群体互动策略的主要优势在于,它使用户可以直接通过指尖体验机器人群的运动。


它还允许操作员实时更改群体动态,使机器人能够在杂乱而复杂的环境中导航,例如充满摩天大楼或其他障碍物的城市中心。


评估这种新的触觉交互策略的初步测试表明,用户大部分时间都能理解指尖上的振动是什么意思。


参加这些测试的大多数参与者都认为,触觉提高了他们引导无人机的能力,同时也使他们与群体之间的交流更加互动。


将来,由Tsetserukou和他的同事开发的策略SwarmTouch可以用于训练群体在仓库中导航,在城市环境中运送货物,甚至检查桥梁或其他基础设施。


研究人员很快将在ACM Siggraph Asia 2019大会上提出另一种方法,称为CloakSwarm。


他们还正在研究另外两种无人机-人机交互策略SlingDrone和WiredSwarm,将在ACM VRST 2019大会上进行演示。这些策略中的第一个是SlingDrone,它是一种混合现实范例,允许用户使用指向控制器以交互方式操作无人机,从而产生类似弹弓的动作。


Tsetserukou解释说:“这种方法与流行的手机游戏《愤怒的小鸟》有点类似,但是用户用绳索而不是在触摸屏上拉着真正的无人机,以便在虚拟现实中导航其弹道。”


 “ SlingDrone允许您将虚拟无人机指向您要飞入的方向,同时,真正的无人机会飞到目标位置并为您带来您想要抓住的物体。


另一方面,WiredSwarm ,是一群用皮带绑在用户手指上的无人驾驶飞机,可以为VR用户提供高保真触觉反馈。我们称这种新型界面为第一个飞行可穿戴触觉界面。


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