軟件使機器人能夠在虛擬現(xiàn)實中被控制

即使自主機器人能更好地自己做事情，仍然會有很多情況下人類可能需要介入并控制局面。布朗大學(xué)計算機科學(xué)家開發(fā)的新軟件使用戶能夠使用虛擬現(xiàn)實遠程控制機器人。虛擬現(xiàn)實幫助用戶沉浸在機器人周圍的環(huán)境中，盡管距離機器人的物理位置很遠。

該軟件通過互聯(lián)網(wǎng)將機器人的手臂和夾具以及其車載攝像機和傳感器連接到現(xiàn)成的虛擬現(xiàn)實硬件上。使用手持控制器，用戶可以控制機器人手臂的位置，通過移動自己的手臂來執(zhí)行復(fù)雜的操作任務(wù)。用戶可以進入機器人的金屬蒙皮并獲得環(huán)境的第一人視圖，或者可以在機器人周圍走動以對第三人的場景進行測量(以更容易完成手頭的任務(wù))。在機器人和虛擬現(xiàn)實單元之間傳送的數(shù)據(jù)足夠緊湊，以在因特網(wǎng)上以最小的滯后被發(fā)送，使得用戶能夠從長距離引導(dǎo)機器人。

"我們認為，在任何情況下，我們需要進行一些脫FT操作，但在那里人們不應(yīng)該是這樣的情況下，這可能是有用的，"說，大衛(wèi)惠特尼是布朗的研究生，他共同領(lǐng)導(dǎo)了該系統(tǒng)的發(fā)展。"我們正在考慮的三個例子是使用炸彈、在受損的核設(shè)施內(nèi)工作或在國際空間站操作機器人臂。"

惠特尼與布朗大學(xué)本科生埃里克·羅森共同領(lǐng)導(dǎo)了這項工作。兩人都在布朗的人類實驗室工作，機器人實驗室由計算機科學(xué)助理教授StefanieTellex領(lǐng)導(dǎo)。本周在智利國際機器人研究研討會上發(fā)表了一篇論文，描述了該系統(tǒng)并評估了其可用性。

甚至高度復(fù)雜的機器人通常使用一些相當(dāng)不復(fù)雜的手段來遠程控制，通常是鍵盤或類似視頻游戲控制器和二維監(jiān)視器之類的東西。這項工作很好，惠特尼和羅森說，對于像在無人駕駛飛機周圍駕駛輪式機器人那樣的任務(wù)，但是對于更復(fù)雜的任務(wù)來說，這可能是有問題的。

惠特尼說：“對于操作機器人手臂有很多自由度的事情來說，鍵盤和游戲控制器并不是很直觀?！睂⒁粋€三維環(huán)境映射到一個二維屏幕上可能會限制一個人對機器人所處空間的感知。

惠特尼和羅森認為虛擬現(xiàn)實可能提供一個更直觀和沉浸式的選擇。他們的軟件連接了一個巴克斯特研究機器人與HT CVive，一個虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，與手控制器。該軟件利用機器人的傳感器創(chuàng)建機器人本身及其周圍環(huán)境的點云模型，并將其傳輸?shù)竭B接到Vive的遠程計算機上。用戶可以看到耳機中的空間，實際上可以在里面走來走去。同時，用戶從機器人的腕部攝像機中看到實時高清視頻，以獲得要執(zhí)行的操作任務(wù)的詳細視圖。

研究人員指出，他們可以為用戶創(chuàng)造沉浸式體驗，同時保持數(shù)據(jù)的負載足夠小，使其能夠在互聯(lián)網(wǎng)上承載，而不會讓人分心。例如，在普羅維登斯的一個用戶，例如，能夠執(zhí)行一個操縱任務(wù)--使用在劍橋的41英里的機器人在另一個內(nèi)部堆疊塑料杯子。

在另外的研究中，18名新手在虛擬現(xiàn)實中完成了杯堆任務(wù)，比傳統(tǒng)的鍵盤和顯示器界面快了66%。用戶還報告說，他們更喜歡虛擬界面，他們發(fā)現(xiàn)與鍵盤和監(jiān)視器相比，操作任務(wù)的要求要低一些。

Rosen認為執(zhí)行任務(wù)的速度增加是由于虛擬現(xiàn)實界面的直觀性。

"在虛擬現(xiàn)實中，人們可以像移動自己的身體那樣移動機器人，這樣他們就可以在不考慮它的情況下完成它，"Rosen說."這讓人們專注于手頭的問題或任務(wù)，而沒有增加的認知負荷，試圖弄清楚如何移動機器人。"

研究人員計劃繼續(xù)開發(fā)該系統(tǒng)。第一次迭代集中在一個相當(dāng)簡單的操作任務(wù)與機器人是靜止在環(huán)境中。他們想嘗試更復(fù)雜的任務(wù)，然后將操作與導(dǎo)航結(jié)合起來。他們還想嘗試混合自治，機器人自己做一些任務(wù)，用戶接管其他任務(wù)。