Diterbitkan pada: 20 Mei 2025 / Pembaruan dari: 20 Mei 2025 - Penulis: Konrad Wolfenstein
Twist System: Motion Capture Technology (MOCAP) merevolusi kontrol robot humanoid-gambar: xpert.digital
Sistem imitasi seluruh tubuh teleoperasi: Interaksi manusia-robot real-time Kami mengubah teknologi robot
Gerakan manusia untuk robot: potensi sistem twist
Para ilmuwan telah mencapai terobosan yang signifikan dalam pengembangan sistem teleoperasi untuk robot humanoid. Dengan menggunakan teknologi penangkapan gerak, robot humanoid sekarang dapat melakukan gerakan seperti manusia secara real time. Inovasi ini memungkinkan kontrol robot yang tepat dan intuitif, yang merupakan langkah penting menuju pengembangan robot dengan keterampilan tubuh penuh. Sistem baru twist (sistem imitasi seluruh tubuh teleoperasi), yang mentransfer gerakan seluruh tubuh seseorang ke robot, sangat luar biasa dan dengan demikian menandai era baru interaksi manusia-robot.
Cocok untuk:
Dasar-dasar operasi telefoto berbasis gerak
Teleoperasi menggambarkan kendali jarak jauh mesin dan sangat penting di area robotika. Sistem telerobotik digunakan jika ruang kerja terlalu jauh, terlalu kecil, terlalu besar atau terlalu berbahaya bagi manusia. Decoupling spasial antara manusia (operator) dan robot (teleoperator) memungkinkan operasi di berbagai bidang seperti operasi invasif minimal, deskripsi intelijen atau aplikasi ruang.
Teknologi Motion Capture (MOCAP) membentuk dasar untuk sistem teleoperasi modern. Teknologi ini memungkinkan rekaman terperinci dan simulasi gerakan manusia, di mana individu atau seluruh kelompok orang dapat didigitalkan. Gerakan yang direkam diproses secara cerdas dan dapat digunakan untuk animasi tubuh dan gerakannya.
Bagaimana teknologi penangkapan gerak bekerja
Dalam teknologi penangkapan gerak, pergerakan tubuh orang -orang nyata secara tepat dikejar dan direkam melalui gugatan khusus dengan titik -titik penandaan dan sistem optik. Data pergerakan semua bagian tubuh dikumpulkan - tidak hanya dengan lengan, tangan, kaki dan kaki, tetapi juga oleh badan pesawat, pinggul dan kepala. Data komprehensif ini kemudian dikonversi menjadi perintah menggunakan kecerdasan buatan (AI) yang dapat melakukan robot humanoid.
Sistem twist: terobosan dalam teleskopik robot
Sistem twist yang dikembangkan di Universitas Stanford dan Universitas Simon Fraser adalah kemajuan yang signifikan dalam telefoto robot humanoid.
"Kami ingin humanoids memiliki tingkat keterampilan seluruh tubuh yang sama dengan manusia," jelas Yanjie Ze, penulis pertama Studi Twist. "Bayangkan dapur yang tidak rapi. Orang -orang dapat memegang barang -barang dengan dua tangan dan menggunakan kaki mereka untuk menggerakkan rintangan, seperti keranjang di tanah. Manusia juga dapat membuka pintu dengan sisi tubuh atau siku mereka. Kami ingin humanoids dapat melakukan hal yang sama dengan orang imitasi secara langsung."
Implementasi teknis dari twist
Sistem twist mencakup tiga komponen penting:
- Akuisisi dan penargetan ulang data: Dengan penargetan ulang offline dan online, gerakan manusia disesuaikan dengan robot. Ini dilakukan dengan transmisi yang dioptimalkan dari posisi dan orientasi sambungan 3D, di mana orientasi tubuh dan penempatan kaki juga diadaptasi secara real time.
- Pelatihan Pengontrol dalam Simulasi: Twist menggunakan pendekatan dua tahap dengan metodologi "siswa guru":
- Pengontrol "guru" memiliki akses istimewa ke gerakan referensi di masa depan, yang memungkinkannya merencanakan gerakan yang lancar.
- Pengontrol "Siswa" dilatih oleh kombinasi pembelajaran penguatan (RL) dan kloning perilaku (BC) dan hanya dapat mengakses informasi pergerakan saat ini.
- Pengontrol seluruh tubuh: Pengontrol terlatih memungkinkan robot untuk menggunakan semua derajat kebebasan sementara keseimbangan diadakan pada saat yang sama. Ini menghasilkan gerakan yang lebih alami dan seperti manusia.
Dalam tes dengan robot G1 humanoid dari tidak ada, para peneliti menemukan bahwa cukup untuk merekam gerakan tubuh penuh dan untuk secara tepat mentransfernya ke sendi robot, dengan memastikan bahwa pergerakan anggota tubuh yang berbeda dilakukan.
Cocok untuk:
Tantangan dalam Bedah Telefoto Humanoid
Pengembangan sistem teleoperasi untuk robot humanoid menghadirkan beberapa tantangan kompleks kepada para peneliti:
Menjembatani kesenjangan perwujudan
Tantangan utama adalah menjembatani "celah perwujudan"-perbedaan anatomi antara manusia dan robot. Karena robot memiliki proporsi lain, konfigurasi bersama dan sifat fisik daripada manusia, transfer langsung gerakan manusia tidak mudah dimungkinkan.
Keseimbangan dan koordinasi seluruh tubuh
Pelacakan tubuh penuh humanoid tidak hanya membutuhkan kontrol yang tepat dari sambungan individu, tetapi juga pemeliharaan keseimbangan yang dinamis selama pergerakan yang kompleks. Dalam sistem operasi telefoto konvensional, fokusnya seringkali hanya pada gerakan terisolasi seperti penggerak atau manipulasi, sementara twist memungkinkan gerakan seluruh tubuh yang terkoordinasi.
Umpan balik latensi dan sensorik
Sistem teleoperasi harus mengatasi masalah seperti latensi (waktu tunda) dan pembatasan pada umpan balik sensorik. Faktor -faktor ini dapat mempengaruhi sinkronisasi aksi manusia dengan reaksi robot.
Beragam aplikasi telefotia penangkapan gerak
Operasi telefoto berbasis penangkapan gerak robot humanoid membuka banyak kemungkinan penggunaan:
Situasi Berbahaya dan Operasi Penyelamatan
Di lingkungan yang berbahaya, robot teleoperasi dapat digunakan sebagai pengganti orang, misalnya dalam penghinaan bahan peledak (pembuangan persenjataan EOD - bahan peledak). Antara 2015 dan 2020 ada sekitar 2.000 operasi EOD setiap tahun di Inggris saja, yang menggambarkan perlunya alternatif yang aman.
Tugas manipulasi yang kompleks
Robot humanoid dapat melakukan tugas manipulasi yang kompleks melalui teleoperasi, misalnya di lingkungan yang tidak terstruktur seperti dapur atau lokakarya. Kemampuan untuk menggunakan seluruh tubuh termasuk lengan, tangan, kaki, dan kaki yang terkoordinasi menawarkan keunggulan penting di sini.
Robotika sosial dan ekspresi
Untuk robot sosial humanoid, kemampuan untuk mengekspresikan gerakan ekspresif sangat penting. Sistem OCRA yang dikembangkan pada MPI (algoritma penargetan ulang yang dapat disesuaikan dengan optimisasi) memungkinkan gambar gerakan waktu-nyata antara rantai kinematik yang berbeda, yang mengarah pada gerakan intuitif dan seperti manusia.
Pendekatan alternatif dan perbandingan sistem yang berbeda
Selain twist, ada berbagai pendekatan lain untuk operasi telefoto berbasis penangkapan gerak:
Sistem berbasis IMU
Beberapa peneliti menggunakan sistem penangkapan gerak berbasis IMU (unit pengukuran inersia) yang portabel dan lebih murah daripada sistem optik. Teknologi ini digunakan, misalnya, untuk operasi telefoto dari tugas manipulasi loco di mana penggerak dan manipulasi digabungkan.
Pendekatan berbasis jaringan neuron
Pendekatan alternatif menggunakan jaringan saraf untuk mempelajari tugas antara data sensor dari gugatan penangkapan gerak dan posisi sudut jok robot. Metode ini tidak memerlukan model analitik atau matematika robot sebelumnya dan karenanya dapat diterapkan pada berbagai pasangan manusia-robot.
Sistem untuk bagian tubuh tertentu
Selain sistem operasi telefoto seluruh tubuh, ada juga sistem khusus yang berfokus pada bagian-bagian tubuh tertentu, seperti perekaman gerakan ganda. Sistem ini memainkan peran penting dalam kontrol yang tepat dari robot bimanual bionik untuk tugas manipulasi yang bagus.
Cocok untuk:
Kemajuan terbaru dan prospek masa depan
Pengembangan sistem teleoperasi untuk robot humanoid berkembang pesat. Selain twist, para peneliti baru -baru ini mempresentasikan sistem inovatif lebih lanjut:
H2O: manusia ke humanoid
Sistem H2O hanya memungkinkan telefotia real-time dari robot humanoid lengkap dengan kamera RGB. Ini menggunakan bingkai berbasis RL dan proses "sim-to-data" untuk memfilter dan memilih gerakan yang sesuai untuk robot humanoid.
Operasi telefoto yang didukung AR
Para peneliti juga menyelidiki bagaimana augmented reality (AR) dapat mendukung telepon berbasis MOCAP. Dengan memvisualisasikan referensi virtual lengan manusia selain lengan robot, pengguna dapat lebih memahami gambar gerakan.
Ki dan Motion Capture: Masa Depan Interaksi Human-Robot
Operasi telefoto berbasis penangkapan gerak robot humanoid telah berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir. Sistem seperti twist menandai kemajuan yang signifikan dengan memungkinkan robot untuk melakukan gerakan tubuh penuh seperti manusia secara real time.
Kombinasi teknologi penangkapan gerak dan metode AI canggih seperti pembelajaran penguatan dan kloning perilaku membuka peluang baru untuk interaksi manusia-robot. Robot humanoid sekarang tidak hanya dapat melakukan gerakan terisolasi, tetapi juga terkoordinasi tindakan tubuh penuh yang memungkinkan keterampilan dan ekspresi yang lebih tinggi.
Di masa depan, teknologi ini dapat secara signifikan memperluas penggunaan robot humanoid di lingkungan yang berbahaya, dengan tugas manipulasi yang kompleks dan dalam konteks sosial. Peningkatan presisi, ketahanan, dan kerusakan pengguna yang terus menerus dari sistem teleoperasi akan membantu mengurangi kesenjangan antara kemampuan manusia dan eksekusi robot.
Cocok untuk:
Mitra pemasaran global dan pengembangan bisnis Anda
☑️ Bahasa bisnis kami adalah Inggris atau Jerman
☑️ BARU: Korespondensi dalam bahasa nasional Anda!
Konrad Wolfenstein
Saya akan dengan senang hati melayani Anda dan tim saya sebagai penasihat pribadi.
Anda dapat menghubungi saya dengan mengisi formulir kontak atau cukup hubungi saya di +49 89 89 674 804 (Munich) . Alamat email saya adalah: wolfenstein ∂ xpert.digital
Saya menantikan proyek bersama kita.
