Gepubliseer op: 20 Mei 2025 / Update van: 20 Mei 2025 - Skrywer: Konrad Wolfenstein
Die Twist System: Motion Capture Technology (MOCAP) het die beheer van humanoïde robotte-beeld-beeld: xpert.digital 'n rewolusie
Tele-operated Whole-Lody-nabootsingstelsel: intydse mens-robot-interaksie Ons verander die robottegnologie
Menslike bewegings vir robotte: die potensiaal van die draaistelsel
Wetenskaplikes het 'n beduidende deurbraak in die ontwikkeling van teleoperasiestelsels vir humanoïde robotte bereik. Deur gebruik te maak van bewegingsopname-tegnologie, kan humanoïde robotte nou menslike bewegings in reële tyd uitvoer. Hierdie innovasie stel presiese en intuïtiewe beheer van robotte moontlik, wat 'n belangrike stap is in die ontwikkeling van robotte met 'n volledige vaardigheid. Die nuwe stelseldraaier (tele-operasie-nabootsingsstelsel), wat die volle liggaamsbewegings van 'n persoon na 'n robot oordra, is veral opvallend en stel dus 'n nuwe era van mens-robot-interaksie voor.
Geskik vir:
Die basiese beginsels van bewegingsopname-gebaseerde telefoto-chirurgie
TeleOperasie beskryf die afstandbeheer van masjiene en is veral belangrik in die robotika -gebied. Telerobotiese stelsels word gebruik as die werkruimte te ver weg is, te klein, te groot of te gevaarlik vir mense. Die ruimtelike ontkoppeling tussen mense (operateur) en robot (teleoperator) stel operasies in verskillende gebiede moontlik, soos minimaal indringende chirurgie, die intelligensie -beskrywing of ruimtetoepassings.
Motion Capture Technology (MOCAP) vorm die basis vir moderne teleoperasiestelsels. Hierdie tegnologie stel gedetailleerde opnames en simulasies van menslike beweging moontlik, waardeur individuele mense of hele groepe mense gedigitaliseer kan word. Die bewegings wat opgeneem is, word intelligent verwerk en kan gebruik word vir die animasie van liggame en hul bewegings.
Hoe die bewegingsopname -tegnologie werk
In die bewegingsopname -tegnologie word die liggaamsbewegings van regte mense presies nagestreef en opgeneem via 'n spesiale pak met merkpunte en optiese stelsels. Bewegingsdata van alle dele van die liggaam word versamel - nie net deur arms, hande, bene en voete nie, maar ook deur romp, heupe en kop. Hierdie uitgebreide gegewens word dan omgeskakel in opdragte met behulp van kunsmatige intelligensie (AI) wat humanoïde robotte kan uitvoer.
Die Twist System: 'n deurbraak in robotteleskopies
Die Twist -stelsel wat aan die Stanford Universiteit ontwikkel is, en die Simon Fraser -universiteit is 'n beduidende vordering in die humanoïde robottelefoto.
"Ons wil hê dat humanoïede dieselfde vlak van volledige liggaamsvaardighede het as mense," verduidelik Yanjie Ze, eerste skrywer van die Twist Study. "Stel jou voor 'n slordige kombuis. Mense kan dinge met twee hande hou en hul voete gebruik om hindernisse te beweeg, soos 'n mandjie op die grond. Mense kan ook die deur oopmaak met die kante van hul liggaam of elmboë. Ons wil hê dat humanoïede dieselfde kan doen deur mense direk na te boots."
Tegniese implementering van Twist
Die Twist -stelsel bevat drie noodsaaklike komponente:
- Data -verkryging en herbemarking: deur vanlyn en aanlyn -herbeginsel word menslike bewegings by die robot aangepas. Dit word gedoen deur die optimale oordrag van die 3D -gewrigsposisies en oriëntasies, waardeur liggaamsoriëntasie en voetplasing ook in reële tyd aangepas word.
- Kontroleuropleiding in die simulasie: Twist gebruik 'n tweestap-benadering met 'n 'onderwyserstudent'-metodologie:
- Die 'onderwyser' -beheerder het bevoorregte toegang tot toekomstige verwysingsbewegings, wat dit in staat stel om gladde bewegings te beplan.
- Die 'student' -beheerder word opgelei deur 'n kombinasie van versterkingsleer (RL) en gedragskloning (BC) en kan slegs toegang tot huidige bewegingsinligting kry.
- Volledige liggaamsbeheerder: Die opgeleide beheerder stel die robot in staat om alle grade van vryheid te gebruik, terwyl die balans terselfdertyd gehou word. Dit lei tot meer natuurlike en menslike bewegings.
In toetse met die humanoïde G1-robot van Untere, het die navorsers bevind dat dit voldoende was om bewegings in die liggaam op te neem en dit presies na die gewrigte van die robot oor te dra, met die versekering dat die bewegings van die verskillende ledemate uitgevoer word.
Geskik vir:
Uitdagings in humanoïde telechirurgie
Die ontwikkeling van teleoperasiestelsels vir humanoïde robotte bied aan navorsers verskeie ingewikkelde uitdagings:
Oorbrug die beliggaminggaping
'N Sentrale uitdaging is die oorbrugging van die “uitvoeringsgaping”-die anatomiese verskille tussen mense en robotte. Aangesien robotte ander verhoudings, gewrigskonfigurasies en fisiese eienskappe het as mense, is direkte oordrag van menslike bewegings nie maklik moontlik nie.
Balans en volle liggaamskoördinasie
Humanoïde volledige liggaamsopsporing vereis nie net die presiese beheer van individuele gewrigte nie, maar ook die dinamiese instandhouding van balans tydens komplekse bewegings. In konvensionele telefoto -chirurgie -stelsels is die fokus dikwels slegs op geïsoleerde bewegings soos beweging of manipulasie, terwyl Twist gekoördineerde liggaamsbewegings moontlik maak.
Latency en sensoriese terugvoer
Tele -operasiestelsels moet probleme soos latency (tydvertraging) en beperkings op sensoriese terugvoer oorkom. Hierdie faktore kan die sinchronisasie van menslike aksies met robotreaksies beïnvloed.
Verskeie toepassings van bewegingsopname Telefotia
Die bewegingsopname-gebaseerde telefoto-chirurgie van humanoïde robotte open talle moontlike gebruike:
Gevaarlike situasies en reddingsoperasies
In gevaarlike omgewings kan saamwerkende robotte gebruik word in plaas van mense, byvoorbeeld in die ontleding van plofstof (EOD - plofbare verordening). Tussen 2015 en 2020 was daar jaarliks ongeveer 2000 EOD -operasies in die Verenigde Koninkryk, wat die behoefte aan veilige alternatiewe illustreer.
Komplekse manipuleringstake
Humanoïde robotte kan ingewikkelde manipuleringstake deur middel van teleoperasie doen, byvoorbeeld in ongestruktureerde omgewings soos kombuise of werkswinkels. Die vermoë om die hele liggaam te gebruik, insluitend die arms, hande, bene en voete -gekoördineerde, bied hier belangrike voordele.
Sosiale robotika en ekspressiwiteit
Vir humanoïde sosiale robotte is die vermoë om ekspressiewe bewegings uit te druk, noodsaaklik. Die OCRA-stelsel wat ontwikkel is op die MPI (optimaliseringsgebaseerde aanpasbare herbeplanningsalgoritme) maak intydse bewegingsbeelde tussen verskillende kinematiese kettings moontlik, wat lei tot intuïtiewe en menslike bewegings.
Alternatiewe benaderings en vergelyking van verskillende stelsels
Benewens Twist, is daar verskillende benaderings vir bewegingsopname-gebaseerde telefoonoperasies:
IMU-gebaseerde stelsels
Sommige navorsers gebruik 'n IMU-gebaseerde (traagheidsmeting-eenheid) bewegingsopname-stelsels wat draagbaar en goedkoper is as optiese stelsels. Hierdie tegnologie word byvoorbeeld gebruik vir die telefoto -werking van loco -manipuleringstake waarin beweging en manipulasie gekombineer word.
Neuronale netwerkgebaseerde benaderings
'N Alternatiewe benadering gebruik neurale netwerke om 'n opdrag te leer tussen die sensordata van die bewegingsopname en die hoekposisies van die robotbekleedsel. Hierdie metode benodig nie 'n vorige analitiese of wiskundige model van die robot nie en kan dus op verskillende menslike robot-parings toegepas word.
Stelsels vir spesifieke liggaamsdele
Benewens die volledige liggaam van die liggaam, is daar ook gespesialiseerde stelsels wat fokus op sekere dele van die liggaam, soos opname met dubbele handbewegings. Hierdie stelsels speel 'n belangrike rol in die presiese beheer van bioniese bimanuele robotte vir fyn manipuleringstake.
Geskik vir:
Onlangse vordering en toekomstige vooruitsigte
Die ontwikkeling van teleoperasiestelsels vir humanoïde robotte vorder vinnig. Benewens Twist, het navorsers onlangs verdere innoverende stelsels aangebied:
H2O: Menslik tot humanoid
Die H2O-stelsel stel slegs die intydse tele van 'n volledige humanoïde robot met 'n RGB-kamera moontlik. Dit gebruik 'n RL-gebaseerde raam en 'n 'sim-tot-data'-proses om geskikte bewegings vir humanoïde robotte te filter en te kies.
AR-ondersteunde telefoto-chirurgie
Navorsers ondersoek ook hoe Augmented Reality (AR) MOCAP-gebaseerde telefone kan ondersteun. Deur 'n virtuele verwysing van die menslike arm te visualiseer benewens die robotarm, kan gebruikers bewegingsbeelde beter verstaan.
KI en bewegingsopname: die toekoms van mens-robot-interaksie
Die bewegingsopname-gebaseerde telefoto-chirurgie van humanoïde robotte het die afgelope paar jaar aansienlik ontwikkel. Stelsels soos Twist merk beduidende vordering deur dit moontlik te maak vir robot om menslike volle bewegings in reële tyd uit te voer.
Die kombinasie van bewegingsopname-tegnologie en gevorderde AI-metodes soos versterkingsleer en gedragskloning bied nuwe geleenthede vir mens-robot-interaksie. Humanoïde robotte kan nou nie net geïsoleerde bewegings uitvoer nie, maar ook gekoördineerde volledige handelinge wat hoër vaardigheid en uitdrukking moontlik maak.
In die toekoms kan hierdie tegnologieë die gebruik van humanoïde robotte in gevaarlike omgewings aansienlik uitbrei, met ingewikkelde manipuleringstake en in sosiale kontekste. Die voortdurende verbetering van presisie, robuustheid en gebruikersvriendelikheid van teleoperasiestelsels sal help om die gaping tussen menslike vermoëns en robotuitvoering verder te verminder.
Geskik vir:
Jou globale bemarkings- en besigheidsontwikkelingsvennoot
☑️ Ons besigheidstaal is Engels of Duits
☑️ NUUT: Korrespondensie in jou landstaal!
Konrad Wolfenstein
Ek sal graag jou en my span as 'n persoonlike adviseur dien.
Jy kan my kontak deur die kontakvorm hier in te vul of bel my eenvoudig by +49 89 89 674 804 (München) . My e-posadres is: wolfenstein ∂ xpert.digital
Ek sien uit na ons gesamentlike projek.
