Опубликовано по адресу: 20 мая 2025 г. / Обновление от: 20 мая 2025 г. - Автор: Конрад Вольфенштейн
Система поворота: технология захвата движения (MOCAP) революционизирует контроль гуманоидных роботов-Image: Xpert.Digital
Телеоператированная система имитации всего тела: взаимодействие человека-робота в реальном времени мы меняем технологию робота
Человеческие движения для роботов: потенциал системы поворота
Ученые добились значительного прорыва в разработке систем телеоперации для гуманоидных роботов. Используя технологию захвата движения, гуманоидные роботы теперь могут выполнять человеческие движения в режиме реального времени. Это инновация обеспечивает точный и интуитивно понятный контроль над роботами, что является важным шагом к разработке роботов с навыком полного тела. Новая система System Twist (телеоперационная система имитации всего тела), которая переносит перемещения всего тела человека роботу, является особенно замечательным и, таким образом, предвещает новую эру взаимодействия человека-робота.
Подходит для:
Основы телеобъекции на основе захвата движения
Телеоперация описывает дистанционное управление машинами и особенно важно в области робототехники. Телероботические системы используются, если рабочее пространство слишком далеко, слишком маленькое, слишком большое или слишком опасное для людей. Пространственная развязка между людьми (оператором) и роботом (телеоператором) обеспечивает операции в различных областях, таких как минимально инвазивная хирургия, описание интеллекта или космические приложения.
Технология захвата движения (MOCAP) образует основу для современных систем телеоперации. Эта технология обеспечивает подробные записи и моделирование человеческого движения, в результате которых отдельные люди или целые группы людей могут быть оцифрованы. Записанные движения разумно обрабатываются и могут использоваться для анимации тел и их движений.
Как работает технология захвата движения
В технологии захвата движения движения тела реальных людей точно преследуются и регистрируются с помощью специального костюма с маркировочными точками и оптическими системами. Данные о движении всех частей тела собираются - не только руками, руками, ногами и ногами, но и фюзеляжем, бедрами и головой. Эти всеобъемлющие данные затем преобразуются в команды с использованием искусственного интеллекта (ИИ), которые могут выполнять гуманоидные роботы.
Система Twist: прорыв в робот -телескопике
Система Twist, разработанная в Стэнфордском университете и Университете Саймона Фрейзера, является значительным прогрессом в гуманоидном роботе.
«Мы хотим, чтобы гуманоиды имели такой же уровень навыков всего тела, что и люди»,-объясняет Яндзи Зе, первый автор исследования Twist. «Представьте себе неопрятную.
Техническая реализация Twist
Система Twist включает три важных компонента:
- Получение и ретаргетинг данных: путем автономного и онлайн -ретаргетинга человеческие движения адаптированы к роботу. Это делается путем оптимизированной передачи позиций и ориентаций 3D суставов, в результате чего ориентация тела и размещение ног также адаптированы в режиме реального времени.
- Обучение контроллера в моделировании: Twist использует двухэтапный подход с методологией «учителя ученика»:
- Контроллер «учителя» имеет привилегированный доступ к будущим эталонным движениям, что позволяет планировать плавные движения.
- Контроллер «студента» обучается комбинации подкрепления обучения (RL) и клонирования поведения (BC) и может получить доступ только к текущей информации о движении.
- Полный контроллер тела: обученный контроллер позволяет роботу использовать все степени свободы, в то время как баланс удерживается одновременно. Это приводит к более естественным и человеческим движениям.
В тестах с гуманоидным роботом G1 из Untere исследователи обнаружили, что было достаточно для регистрации движений всего тела и точно переносить их в суставы робота, обеспечивая выполнение движений различных конечностей.
Подходит для:
Проблемы в гуманоидной телеобъекции хирургии
Разработка систем телеоперации для гуманоидных роботов представляет исследователям несколько сложных проблем:
Преодолеть пробел воплощения
Центральной проблемой является мостовая «разрыв воплощения»-анатомические различия между людьми и роботами. Поскольку роботы имеют другие пропорции, совместные конфигурации и физические свойства, чем у людей, прямая передача человеческих движений нелегко.
Баланс и координация всего тела
Отслеживание гуманоидов всего тела требует не только точного контроля отдельных суставов, но и динамического поддержания баланса во время сложных движений. В обычных системах хирургии телеобъектива основное внимание часто сосредоточено только на изолированных движениях, таких как локомоция или манипуляция, в то время как Twist позволяет скоординировать движения всего тела.
Задержка и сенсорная обратная связь
Системы телеоперации должны преодолеть такие проблемы, как задержка (задержка времени) и ограничения на сенсорную обратную связь. Эти факторы могут повлиять на синхронизацию человеческих действий с роботизированными реакциями.
Разнообразные применения в захвате движения телеобъекты
Телепоточная хирургия на основе захвата движения гуманоидных роботов открывает многочисленные возможные применения:
Опасные ситуации и спасательные операции
В опасных условиях вместо людей можно использовать телеоперационные роботы, например, при обезжиривании взрывчатых веществ (EOD - утилизация взрывчатых боеприпасов). В период с 2015 по 2020 год в Соединенном Королевстве ежегодно проходило около 2000 операций EOD, что иллюстрирует необходимость безопасных альтернатив.
Сложные задачи манипуляции
Гуманоидные роботы могут выполнять сложные задачи манипуляции посредством телеоперации, например, в неструктурированных средах, таких как кухни или мастерские. Способность использовать все тело, включая руки, руки, ноги и ноги, дает здесь важные преимущества.
Социальная робототехника и выразительность
Для гуманоидных социальных роботов необходима способность выражать выразительные движения. Система OCRA, разработанная на MPI (настраиваемый алгоритм ретаргетирования на основе оптимизации), позволяет двигаться в реальном времени изображения между различными кинематическими цепями, что приводит к интуитивным и человеческим движениям.
Альтернативные подходы и сравнение различных систем
В дополнение к Twist, существуют различные другие подходы к операции на основе захвата движения:
Системы на основе IMU
Некоторые исследователи используют системы захвата движения на основе IMU (инерционное измерение), которые портативны и дешевле, чем оптические системы. Эта технология используется, например, для выполнения телеобъективных задач манипуляции с локомотивом, в которых комбинируется локомоция и манипуляция.
Нейрональные сетевые подходы
Альтернативный подход использует нейронные сети для изучения назначения между данными датчика костюма захвата движения и угловыми положениями обивки робота. Этот метод не требует предыдущей аналитической или математической модели робота и, следовательно, может применяться к различным парам человека-робот.
Системы для определенных частей тела
В дополнение к телеобъективным системам всего тела, существуют также специализированные системы, которые фокусируются на определенных частях тела, такие как запись движения с двумя руками. Эти системы играют важную роль в точном контроле бионических бимануальных роботов для выполнения задач манипуляции.
Подходит для:
Недавний прогресс и будущие перспективы
Разработка систем телеоперации для гуманоидных роботов быстро прогрессирует. В дополнение к Twist, исследователи недавно представили дополнительные инновационные системы:
H2O: человек с гуманоидом
Система H2O позволяет только телекомпатинию в реальном времени полного гуманоидного робота с камерой RGB. Он использует кадр на основе RL и процесс «SIM-DATA» для фильтрации и выбора подходящих движений для гуманоидных роботов.
АР-поддерживаемая телеобъекцией операции
Исследователи также исследуют, как дополненная реальность (AR) может поддерживать телефоны на основе MOCAP. Визуализируя виртуальную ссылку на человеческую руку в дополнение к руке робота, пользователи могут лучше понять изображения движения.
Ки и захват движения: будущее взаимодействия человека-робота
Телеоблоговая хирургия гуманоидных роботов, основанная на захвате движения, значительно развилась в последние годы. Такие системы, как Twist, значительный прогресс, позволяя роботу выполнять человеческие движения в режиме реального времени в режиме реального времени.
Сочетание технологии захвата движения и передовых методов ИИ, таких как подкрепление обучения и клонирования поведения, открывает новые возможности для взаимодействия человека-робот. Гуманоидные роботы теперь могут не только выполнять изолированные движения, но и координировать действия полного тела, которые обеспечивают более высокие навыки и выражение.
В будущем эти технологии могут значительно расширить использование гуманоидных роботов в опасной среде, со сложными задачами манипуляции и в социальном контексте. Непрерывное улучшение точности, устойчивости и подружности пользовательских систем телеоперации поможет еще больше уменьшить разрыв между человеческими способностями и роботизированным исполнением.
Подходит для:
Ваш глобальный партнер по маркетингу и развитию бизнеса
☑️ Наш деловой язык — английский или немецкий.
☑️ НОВИНКА: Переписка на вашем национальном языке!
Конрад Вольфенштейн
Я был бы рад служить вам и моей команде в качестве личного консультанта.
Вы можете связаться со мной, заполнив контактную форму или просто позвоните мне по телефону +49 89 89 674 804 (Мюнхен) . Мой адрес электронной почты: wolfenstein ∂ xpert.digital
Я с нетерпением жду нашего совместного проекта.
