Megjelent: 2025. május 20. / Frissítés: 2025. május 20. - Szerző: Konrad Wolfenstein
A Twist System: Motion Capture Technology (MOCAP) forradalmasítja a humanoid robotok képzését: xpert.digital
Teleoperált teljes test utánzati rendszer: Valós idejű emberi-robot interakció megváltoztatjuk a robot technológiát
Emberi mozgások a robotok számára: A csavarrendszer potenciálja
A tudósok jelentős áttörést értek el a humanoid robotok teleoperációs rendszereinek fejlesztésében. A mozgásérzékelő technológia használatával a humanoid robotok most valós időben végezhetnek emberszerű mozgásokat. Ez az innováció lehetővé teszi a robotok pontos és intuitív irányítását, ami fontos lépés a teljes testképességű robotok fejlesztéséhez. Az új rendszer csavarodása (teleoperált teljes test utánzati rendszer), amely egy személy teljes testmozgását egy robotba továbbítja, különösen figyelemre méltó, és így az emberi-robot interakció új korszakát hirdeti.
Alkalmas:
A mozgás-rögzítés alapú teleobjusműtét alapjai
A teleoperáció leírja a gépek távirányítását, és különösen fontos a robotika területén. Telerobotikus rendszereket használnak, ha a munkaterület túl messze van, túl kicsi, túl nagy vagy túl veszélyes az emberek számára. Az emberek (operátor) és a robot (teleoperátor) közötti térbeli leválasztás lehetővé teszi a műveleteket különféle területeken, például minimálisan invazív műtét, az intelligencia leírása vagy az űri alkalmazások.
A Motion Cacture Technology (MOCAP) képezi a modern teleoperációs rendszerek alapját. Ez a technológia lehetővé teszi az emberi mozgás részletes felvételeit és szimulációit, amelyek révén az egyes emberek vagy az egész embercsoportok digitalizálhatók. A rögzített mozgások intelligensen feldolgozódnak, és felhasználhatók a testek és mozgásuk animációjára.
Hogyan működik a mozgásrögzítő technológia
A mozgásérzékelő technológiában a valódi emberek testmozgását pontosan üldözik és rögzítik egy speciális öltönyön keresztül, jelölési pontokkal és optikai rendszerekkel. A test minden részének mozgási adatait összegyűjtik - nem csak karokkal, kezekkel, lábakkal és lábakkal, hanem törzs, csípő és fej által is. Ezeket az átfogó adatokat ezután parancsokká konvertálják olyan mesterséges intelligencia (AI) felhasználásával, amely képes humanoid robotokat végrehajtani.
A csavarrendszer: áttörés a robot teleszkóposában
A Stanfordi Egyetemen és a Simon Fraser Egyetemen kifejlesztett Twist rendszer jelentős előrelépés a humanoid robot teleobjektív területén.
"Azt akarjuk, hogy a humanoidok ugyanolyan szintű teljes testű készségekkel rendelkezzenek, mint az emberek"-magyarázza Yanjie Ze, a Twist Study első szerzője. "Képzeljünk el egy rendezetlen konyhát. Az emberek két kezével tarthatják a dolgokat, és lábukkal akadályok mozgatására, például a földön lévő kosárra.
Twist műszaki megvalósítása
A Twist rendszer három alapvető összetevőt tartalmaz:
- Adatgyűjtés és újracélzás: Az offline és az online retargeting segítségével az emberi mozgások adaptálódnak a robothoz. Ezt a 3D -s ízületi helyzetek és orientációk optimalizált átvitelével végezzük, amelynek során a test tájolását és a láb elhelyezését valós időben is adaptálják.
- Ellenőrző képzés a szimulációban: A Twist kétlépcsős megközelítést alkalmaz egy „tanárhallgató” módszerrel:
- A „tanár” vezérlő kiváltságos hozzáféréssel rendelkezik a jövőbeli referenciamozgásokhoz, ami lehetővé teszi a zökkenőmentes mozgások megtervezését.
- A „hallgatói” vezérlőt a megerősítés tanulásának (RL) és a viselkedés klónozásának (BC) kombinációjával képzik, és csak a jelenlegi mozgási információkhoz férhetnek hozzá.
- Teljes testvezérlő: A kiképzett vezérlő lehetővé teszi a robot számára, hogy minden szabadságfokot használjon, miközben az egyenleget egyszerre tartják. Ez természetes és emberibb mozgásokat eredményez.
Az Untere humanoid G1 robotjával végzett tesztelések során a kutatók megállapították, hogy elegendő a teljes test mozgásainak rögzítése és a robot ízületeire való pontos áthelyezése, biztosítva a különböző végtagok mozgását.
Alkalmas:
Kihívások a humanoid teleobozt műtétben
A humanoid robotok teleoperációs rendszereinek fejlesztése számos összetett kihívással jár a kutatók számára:
Áthidalja a megtestesülési rést
Központi kihívás a „megtestesülésrés” áthidalása-az emberek és a robotok közötti anatómiai különbségek. Mivel a robotok más arányokkal, ízületi konfigurációkkal és fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint az emberek, az emberi mozgások közvetlen átadása nem könnyű.
Egyensúly és teljes test koordináció
A humanoid teljes testkövetés nemcsak az egyes ízületek pontos ellenőrzését igényli, hanem az egyensúly dinamikus fenntartását is az összetett mozgások során. A hagyományos teleobédész -műtéti rendszerekben a hangsúly gyakran csak az izolált mozgásokra, például a mozgásra vagy a manipulációra összpontosít, míg a Twist lehetővé teszi a koordinált teljes testmozgást.
Latencia és szenzoros visszajelzés
A teleoperációs rendszereknek meg kell küzdeniük a problémákat, például a késleltetést (idő késleltetés) és a szenzoros visszajelzés korlátozásait. Ezek a tényezők befolyásolhatják az emberi cselekedetek szinkronizálását a robotreakciókkal.
A mozgás rögzítésének változatos alkalmazásai
A humanoid robotok mozgás-rögzítésétől alapuló teleobjusműtét számos lehetséges felhasználást nyit meg:
Veszélyes helyzetek és mentési műveletek
Veszélyes környezetben a teleoperált robotok használhatók az emberek helyett, például a robbanóanyagok (EOD - robbanásveszélyes utasítások ártalmatlanításában). 2015 és 2020 között évente mintegy 2000 EOD -művelet volt az Egyesült Királyságban, ami szemlélteti a biztonságos alternatívák szükségességét.
Összetett manipulációs feladatok
A humanoid robotok komplex manipulációs feladatokat végezhetnek teleoperáción keresztül, például nem strukturálatlan környezetben, például konyhákban vagy műhelyekben. Az a képesség, hogy az egész testet használja, beleértve a karokat, a kezeket, a lábakat és a lábakat, itt alapvető előnyöket kínál.
Társadalmi robotika és kifejezésképesség
A humanoid társadalmi robotok számára elengedhetetlen az expresszív mozgalmak kifejezésének képessége. Az MPI-n (optimalizáláson alapuló testreszabható retargeting algoritmus) kifejlesztett OCRA rendszer lehetővé teszi a valós idejű mozgási képeket a különböző kinematikus láncok között, ami intuitív és emberszerű mozgásokhoz vezet.
Alternatív megközelítések és különböző rendszerek összehasonlítása
A Twist mellett számos más megközelítés is létezik a mozgás-rögzítésen alapuló teleobjektív műtéthez:
IMU-alapú rendszerek
Egyes kutatók az IMU-alapú (inerciális mérési egység) mozgási rögzítő rendszereket használnak, amelyek hordozhatóak és olcsóbbak, mint az optikai rendszerek. Ezt a technológiát alkalmazzák például a mozgás és a manipuláció kombinálásában lévő Loco manipulációs feladatok teleobjektív működtetésére.
Neuronális hálózati alapú megközelítések
Az alternatív megközelítés neurális hálózatokkal használja a hozzárendelést a mozgás rögzítő öltönyének érzékelői adatainak és a robot kárpitjának szögpozíciói között. Ez a módszer nem igényel a robot korábbi analitikai vagy matematikai modelljét, ezért alkalmazható különféle humán-robot párosításokra.
Az meghatározott testrészek rendszerei
A teljes testű teleobjektív operációs rendszereken kívül vannak olyan speciális rendszerek is, amelyek a test bizonyos részeire összpontosítanak, például a két kézmozgás-felvételre. Ezek a rendszerek fontos szerepet játszanak a bionikus bimanual robotok pontos ellenőrzésében a finom manipulációs feladatokhoz.
Alkalmas:
A legújabb előrehaladás és a jövőbeli kilátások
A humanoid robotok teleoperációs rendszereinek fejlesztése gyorsan halad. A Twist mellett a kutatók a közelmúltban további innovatív rendszereket mutattak be:
H2O: Emberi és humanoid
A H2O rendszer csak lehetővé teszi a teljes humanoid robot valós idejű telefonbetegségét RGB kamerával. RL-alapú keretet és „SIM-to-DATA” eljárást használ a humanoid robotok megfelelő mozgásainak szűrésére és kiválasztására.
AR által támogatott teleobjektív műtét
A kutatók azt is megvizsgálják, hogy a kibővített valóság (AR) hogyan támogathatja a MOCAP-alapú telefonokat. Az emberi kar virtuális referenciájának megjelenítésével a robot kar mellett a felhasználók jobban megérthetik a mozgási képeket.
Ki és a mozgás elfogása: Az emberi-robot interakció jövője
A humanoid robotok mozgás-rögzítésére alapuló teleobjusműtét jelentősen fejlődött az utóbbi években. Az olyan rendszerek, mint a Twist, jelzik a jelentős előrelépést azáltal, hogy lehetővé teszik a robot számára, hogy valós időben elvégezze az emberi -szerű teljes testmozgást.
A mozgásérzékelő technológia és a fejlett AI módszerek, például a megerősítés tanulásának és viselkedésének kombinációjának kombinációja új lehetőségeket kínál az emberi-robot interakcióhoz. A humanoid robotok most nemcsak izolált mozgásokat végezhetnek, hanem a teljes készségeket és a kifejezést lehetővé teszik a teljes koordinált műveleteket is.
A jövőben ezek a technológiák jelentősen kibővíthetik a humanoid robotok használatát veszélyes környezetben, összetett manipulációs feladatokkal és társadalmi összefüggésekben. A teleoperációs rendszerek pontosságának, robusztusságának és felhasználói barátságának folyamatos javítása elősegíti az emberi képességek és a robot végrehajtása közötti különbség további csökkentését.
Alkalmas:
Az Ön globális marketing- és üzletfejlesztési partnere
☑️ Üzleti nyelvünk angol vagy német
☑️ ÚJ: Levelezés az Ön nemzeti nyelvén!
Konrad Wolfenstein
Szívesen szolgálok Önt és csapatomat személyes tanácsadóként.
Felveheti velem a kapcsolatot az itt található kapcsolatfelvételi űrlap kitöltésével , vagy egyszerűen hívjon a +49 89 89 674 804 (München) . Az e-mail címem: wolfenstein ∂ xpert.digital
Nagyon várom a közös projektünket.
