?什么是遠程機器人
編輯遠程機器人是與遠程控制半自治機器人有關的機器人技術領域,主要使用無線網絡(例如Wi-Fi、藍牙、深空網絡等)或栓系連接。它是遠程操作和遠程呈現這兩個主要子領域的組合。
遙操作
編輯遙距操作指示機器在遠距離操作。它的含義類似于“遠程控制”,但通常在研究、學術和技術環境中遇到。它最常與機器人技術和移動機器人相關聯,但可以應用于人在遠距離操作設備或機器的整個范圍。
遠程操作是用于研究和技術界的最標準術語,是指遠距離操作。這與“?遠程呈現?”?相反,“?遠程呈現?”是指配置有沉浸式接口的遠程機器人系統的子集,從而使操作員感覺在遠程環境中存在,并通過遠程機器人投射他或她的存在。美國空軍研究實驗室開發的虛擬夾具系統是最早使操作員能夠通過所有主要感覺(視覺、聲音和觸覺)感覺到處于遠程環境中的遠程呈現系統之一。在1990年代初期。該系統使操作員能夠遠程執行靈巧的任務(將釘子插入孔中),從而使操作員感到自己好像在插入釘子,而實際上這是機器人在遠程執行任務。
甲telemanipulator(遙控機器人)是受人操作者遠程控制的設備。在簡單的情況下,控制操作員的命令動作直接對應于受控設備中的動作,例如在無線電控制模型飛機或系留在深水中的飛行器中。如果通信延遲使直接控制變得不切實際(例如遠程行星漫游車)或者希望減少操作員的工作量,則不會直接控制該設備,而是被命令遵循該設備。指定的路徑。隨著復雜程度的提高,該設備在諸如避障等事項上也可能會有些獨立地運行,這在行星漫游車中也很普遍。
設計用于允許操作員遠距離控制機器人的設備有時稱為遠距機器人。
遠程機器人和遠程呈現的兩個主要組成部分是視覺和控制應用程序。遠程攝像機提供了機器人視圖的視覺表示。將機器人攝像機放置在可以進行直觀控制的角度來看是一項最新技術,盡管基于科幻小說(Robert A. Heinlein的Waldo 1942)并沒有取得豐碩的成果,因為速度、分辨率和帶寬直到最近才足以勝任這項任務。能夠以有意義的方式控制機器人攝像機。使用頭戴式顯示器,可以通過跟蹤頭部來簡化攝像機的控制,如下圖所示。
僅當用戶對系統的延遲,對運動的響應滯后,視覺表示感到舒適時,這才起作用。任何問題,例如分辨率不足,視頻圖像的延遲,運動和響應的機械和計算機處理過程中的滯后以及由于相機鏡頭和頭戴式顯示鏡頭引起的光學畸變,都可能導致用戶“?模擬器疾病?”,即由于缺乏視覺刺激的運動表現的前庭刺激而加劇了這種情況。
用戶動作之間的不匹配(例如配準錯誤),由于過濾導致的動作響應滯后,小動作的分辨率不足以及速度慢可能會導致這些問題。
相同的技術可以控制機器人,但是眼手協調問題在整個系統中變得更加普遍,并且用戶的緊張或沮喪可能會使系統難以使用。
建造機器人的趨勢是使自由度最小化,因為這樣可以減少控制問題。計算機的最新改進已將重點轉移到了更大的自由度上,從而使機器人設備在運動中看起來更智能,更人性化。由于用戶可以用自己的動作控制機器人,因此這也允許進行更直接的遙控操作。
接口
編輯遠程機器人界面可以像普通的MMK(顯示器、鼠標鍵盤)界面一樣簡單。雖然這不是沉浸式的,但價格便宜。由Internet連接驅動的電子機器人通常是這種類型的。MMK的一個重要改進是操縱桿,它為平面機器人的運動提供了更直觀的導航方案。
專用的遠程呈現設置利用帶有單眼或雙眼顯示器的頭戴式顯示器,以及符合人體工程學原理的帶有操縱桿和相關按鈕,滑塊,觸發器控件的界面。
其他界面將完全身臨其境的虛擬現實界面和實時視頻合并在一起,而不是由計算機生成的圖像。另一個示例是使用具有沉浸式顯示系統的全向跑步機,以便機器人由行走或奔跑的人驅動。其他修改可能包括合并的數據顯示,例如紅外熱成像,實時威脅評估或設備示意圖。
應用
編輯空間
除阿波羅計劃外,大多數太空探索都是使用機器人空間探測器進行的。例如,大多數天基天文學都是使用遠距望遠鏡來進行的。例如,俄羅斯的Lunokhod-1任務在月球上放置了一個遙控漫游車,該漫游車由地面操作人員實時駕駛(光速延時為2.5秒)。機器人行星探索計劃使用的是由人類在地面站編程的航天器,本質上實現了長時間延遲的遙控機器人操作。最近值得注意的例子包括火星探測車(MER)和好奇心漫游者。在執行MER任務的情況下,航天器和流動站都以存儲的程序進行操作,地面站的流動站驅動程序每天都在進行編程。在國際空間站(ISS)使用一種稱為兩xxxtelemanipulator?專用靈巧。最近,有人形機器人Robonaut被添加到空間站進行遠程機器人實驗。
美國宇航局已提議使用高性能的遠程機器人系統進行人類從軌道進行的探索,以進行未來的行星探索。在蘭迪斯(Landis)提出的火星探測概念中,可以完成對火星的前期任務,其中載人汽車將機組人員帶到火星,但仍在軌道上而不是降落在水面,而功能強大的遠程機器人實際上是在操作表面上的時間。這樣的系統將超越簡單的長時間延遲機器人技術,并轉向地球上的虛擬遠程呈現系統。對這一概念的一項研究,即使用實時機器人操作的人類探索(HERRO)概念,表明這種任務可用于探索各種各樣的行星目的地。
網真和視頻會議
使用移動設備,平板電腦和便攜式計算機的高質量視頻會議的普及使網真機器人的數量急劇增加,從而在辦公室、家中、學校等無法通信和協作的情況下,提供了更好的遠程物理狀態感。親自去那里。機器人化身可以移動或環顧遠程人員的命令。
有兩種主要方法都在顯示器上利用視頻會議:
1)桌面遠程呈現機器人-通常將電話或平板電腦安裝在電動桌面支架上,以使遠程人員可以通過平移和傾斜顯示器來環顧周圍的環境
2)可驅動的網真機器人-通常包含安裝在漫游基座上的顯示器(集成或單獨的電話或平板電腦)。桌面遠程呈現機器人的一些示例包括Revolve Robotics的Kubi,Motrr的Galileo和Swivl。漫游網真機器人的一些示例包括適當技術公司的Beam,雙重機器人公司的Double、iRobot公司的 RP-Vita以及InTouch Health、Anybots、Vgo、Mantarobot的TeleMe和Romotive的Romo。更現代的漫游網真機器人可能包括自主操作的能力。機器人可以畫出空間,并能夠在房間及其對接站之間行駛時避開障礙物。
傳統的視頻會議系統和網真會議室通常提供具有遠端控制功能的平移/傾斜/縮放攝像機。遠程用戶在會議期間能夠轉動設備的頭部并自然地環顧四周的能力通常被視為遠程呈現機器人的xxx大功能。因此,開發人員出現在桌面遠程呈現機器人的新類別中,該機器人專注于這一xxx大的功能,從而創建了成本更低的機器人。臺式遠程呈現機器人,也稱為頭頸部機器人,使用戶可以在會議期間環顧四周,并且體積小巧,可以隨處攜帶,無需遠程導航。
一些遠程呈現機器人對于某些長期患病的孩子非常有幫助,這些孩子無法定期上學。最新的創新技術可以使人們團結在一起,并使他們彼此保持聯系,從而極大地幫助他們克服孤獨感。
船舶應用
海上遠程操作車輛(ROV)被廣泛用于對潛水員來說太深或太危險的水中工作。他們修理海上石油平臺,并在沉船上連接電纜以吊起它們。它們通常通過系繩連接到水面艦艇的控制中心。ROV以及乘員操作的船只都在探索泰坦尼克號的沉船。
遠程醫療
另外,在醫療設備和微創外科手術系統領域中,正在進行許多遠程機器人研究。使用機器人手術系統,外科醫生可以通過恰好足以容納機械手的小孔在體內工作,而無需打開胸腔讓手進入。
應急響應和執法機器人
NIST維護了一套用于緊急響應和執法遠程機器人系統的測試標準。
其他應用
遠程操縱器用于處理放射性物質。
Telerobotics已用于裝置藝術作品中。Telegarden是一個項目示例,其中用戶通過Web操作機器人。
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