Yayınlanan: 20 Mayıs 2025 / Güncelleme: 20 Mayıs 2025 - Yazar: Konrad Wolfenstein
Twist Sistemi: Hareket Yakalama Teknolojisi (MOCAP), insansı robotların kontrolünde devrim yaratıyor: Xpert.digital
Tele-Operated Tüm Beden Taklit Sistemi: Gerçek Zamanlı İnsan-Robot Etkileşimi Robot teknolojisini değiştiriyoruz
Robotlar için insan hareketleri: bükülme sisteminin potansiyeli
Bilim adamları, insansı robotlar için teleoperasyon sistemlerinin geliştirilmesinde önemli bir atılım elde ettiler. Hareket yakalama teknolojisini kullanarak, insansı robotlar artık insan benzeri hareketleri gerçek zamanlı olarak gerçekleştirebilir. Bu yenilik, robotların kesin ve sezgisel kontrolünü sağlar, bu da tam bir beceri ile robot geliştirmeye yönelik önemli bir adımdır. Bir kişinin tam vücut hareketlerini bir robota aktaran yeni sistem bükümü (teleer-işgal edilmiş tüm vücut taklit sistemi) özellikle dikkat çekicidir ve bu nedenle yeni bir insan-robot etkileşimi dönemini müjdeliyor.
İçin uygun:
Hareket yakalama tabanlı telefoto cerrahisinin temelleri
Teleoperation makinelerin uzaktan kumandasını tanımlar ve özellikle robot alanında önemlidir. Telerobotik sistemler, çalışma alanı çok uzak, çok küçük, çok büyük veya insanlar için çok tehlikeli ise kullanılır. İnsanlar (operatör) ve robot (teleoperatör) arasındaki mekansal ayrıştırma, minimal invaziv cerrahi, zeka açıklaması veya uzay uygulamaları gibi çeşitli alanlarda operasyonları sağlar.
Hareket Yakalama Teknolojisi (MOCAP) modern teleoperasyon sistemlerinin temelini oluşturur. Bu teknoloji, bireysel insanlar veya tüm insan gruplarının sayısallaştırılabileceği insan hareketinin ayrıntılı kayıtlarını ve simülasyonlarını sağlar. Kaydedilen hareketler akıllıca işlenir ve bedenlerin animasyonu ve hareketleri için kullanılabilir.
Hareket Yakalama Teknolojisi Nasıl Çalışır?
Hareket yakalama teknolojisinde, gerçek insanların vücut hareketleri, işaretleme noktaları ve optik sistemlere sahip özel bir takım elbise ile tam olarak takip edilir ve kaydedilir. Vücudun tüm bölümlerinin hareket verileri toplanır - sadece kollar, eller, bacaklar ve ayaklarla değil, aynı zamanda gövde, kalçalar ve kafa ile. Bu kapsamlı veriler daha sonra insansı robotları gerçekleştirebilen yapay zeka (AI) kullanılarak komutlara dönüştürülür.
The Twist Sistemi: Robot Teleskopik'te Bir Atılım
Stanford Üniversitesi ve Simon Fraser Üniversitesi'nde geliştirilen bükülme sistemi, insansı robot telefotoda önemli bir ilerleme.
The Twist çalışmasının ilk yazarı Yanjie Ze, "Humanoidlerin insanlarla aynı düzeyde tam vücut becerilerine sahip olmasını istiyoruz." "Düzensiz bir mutfak hayal edin. İnsanlar iki eliyle bir şeyler tutabilir ve yerdeki bir sepet gibi engelleri hareket ettirmek için ayaklarını kullanabilirler. İnsanlar da kapıyı vücutlarının veya dirseklerinin kenarlarıyla açabilirler. İnsanoidlerin doğrudan taklit insanları tarafından aynı şeyi yapabilmesini istiyoruz."
Twist'in teknik uygulaması
Büküm sistemi üç temel bileşen içerir:
- Veri toplama ve yeniden hedefleme: Çevrimdışı ve çevrimiçi yeniden hedefleme ile insan hareketleri robota uyarlanmıştır. Bu, 3D eklem pozisyonlarının ve yönelimlerinin optimize edilmiş iletimi ile yapılır, böylece vücut yönü ve ayak yerleşimi de gerçek zamanlı olarak uyarlanmıştır.
- Simülasyonda Denetleyici Eğitimi: Twist, “öğretmen öğrencisi” metodolojisi ile iki aşamalı bir yaklaşım kullanır:
- “Öğretmen” denetleyicisi, düzgün hareketler planlamasını sağlayan gelecekteki referans hareketlerine ayrıcalıklı erişime sahiptir.
- “Öğrenci” denetleyicisi, takviye öğrenimi (RL) ve davranış klonlama (BC) kombinasyonu ile eğitilir ve yalnızca mevcut hareket bilgilerine erişebilir.
- Tam Vücut Denetleyicisi: Eğitimli Denetleyici, denge aynı anda tutulurken robotun tüm serbestlik derecelerini kullanmasını sağlar. Bu daha doğal ve insan benzeri hareketlerle sonuçlanır.
Untere'den insansı G1 robotu ile yapılan testlerde, araştırmacılar, farklı uzuvların hareketlerinin gerçekleştirilmesini sağlayarak tam vücut hareketlerini kaydetmenin ve robotun eklemlerine tam olarak aktarmanın yeterli olduğunu buldular.
İçin uygun:
İnsansı telefoto cerrahisinde zorluklar
İnsansı robotlar için teleoperasyon sistemlerinin geliştirilmesi, araştırmacılara çeşitli karmaşık zorluklar sunar:
Düzenleme boşluğunu köprü
Merkezi bir zorluk, “düzenleme boşluğunun” köprülemesidir-insanlar ve robotlar arasındaki anatomik farklılıklar. Robotların insanlardan başka oranlara, eklem konfigürasyonlarına ve fiziksel özelliklerine sahip olduğundan, insan hareketlerinin doğrudan aktarımı kolayca mümkün değildir.
Denge ve tam vücut koordinasyonu
İnsansı tam vücut izleme sadece tek tek eklemlerin kesin kontrolünü değil, aynı zamanda karmaşık hareketler sırasında dengenin dinamik bakımını da gerektirir. Geleneksel telefoto cerrahi sistemlerinde, odak genellikle sadece hareket veya manipülasyon gibi izole hareketlerdir, bükülme koordineli tam vücut hareketlerini sağlar.
Gecikme ve duyusal geri bildirim
Teleoperasyon sistemleri gecikme (zaman gecikmesi) ve duyusal geri bildirimdeki kısıtlamalar gibi sorunların üstesinden gelmek zorundadır. Bu faktörler, robotik reaksiyonlarla insan eylemlerinin senkronizasyonunu etkileyebilir.
Hareket yakalama telefotlarının çeşitli uygulamaları
İnsansı robotların hareket yakalama tabanlı telefoto cerrahisi çok sayıda olası kullanımı açar:
Tehlikeli durumlar ve kurtarma operasyonları
Tehlikeli ortamlarda, örneğin patlayıcıların (EOD - Patlayıcı Ordnance Bertarafı) etkisiz hale getirilmesinde insanlar yerine teleerleştirilen robotlar kullanılabilir. 2015-2020 yılları arasında sadece Birleşik Krallık'ta yılda yaklaşık 2.000 EOD operasyonu vardı ve bu da güvenli alternatiflere olan ihtiyacı gösteriyor.
Karmaşık manipülasyon görevleri
İnsansı robotlar, örneğin mutfaklar veya atölye çalışmaları gibi yapılandırılmamış ortamlarda teleoperasyon yoluyla karmaşık manipülasyon görevleri yapabilir. Kollar, eller, bacaklar ve ayak koordineli de dahil olmak üzere tüm vücudu kullanma yeteneği burada önemli avantajlar sunar.
Sosyal Robotik ve İfade
İnsansı sosyal robotlar için etkileyici hareketleri ifade etme yeteneği esastır. MPI (optimizasyon tabanlı özelleştirilebilir yeniden hedefleme algoritması) üzerinde geliştirilen OCRA sistemi, sezgisel ve insan benzeri hareketlere yol açan farklı kinematik zincirler arasında gerçek zamanlı hareket görüntülerini sağlar.
Alternatif yaklaşımlar ve farklı sistemlerin karşılaştırılması
Twist'e ek olarak, hareket yakalama tabanlı telefoto cerrahisi için başka çeşitli yaklaşımlar da vardır:
IMU tabanlı sistemler
Bazı araştırmacılar, optik sistemlerden taşınabilir ve daha ucuz olan IMU tabanlı (atalet ölçüm ünitesi) hareket yakalama sistemlerini kullanırlar. Bu teknoloji, örneğin, hareket ve manipülasyonun birleştirildiği loco manipülasyon görevlerinin telefoto çalışması için kullanılır.
Nöronal ağ tabanlı yaklaşımlar
Alternatif bir yaklaşım, hareket yakalama takımının sensör verileri ile robot döşemenin açı pozisyonları arasında bir ödev öğrenmek için sinir ağlarını kullanır. Bu yöntem, robotun önceki analitik veya matematiksel modelini gerektirmez ve bu nedenle çeşitli insan-robot eşleşmelerine uygulanabilir.
Belirli vücut parçaları için sistemler
Tam vücut telefoto işletim sistemlerine ek olarak, çift el hareket kaydı gibi vücudun belirli kısımlarına odaklanan özel sistemler de vardır. Bu sistemler, ince manipülasyon görevleri için biyonik bimanual robotların kesin kontrolünde önemli bir rol oynamaktadır.
İçin uygun:
Son ilerleme ve gelecekteki beklentiler
İnsansı robotlar için teleoperasyon sistemlerinin geliştirilmesi hızla ilerliyor. Twist'e ek olarak, araştırmacılar yakın zamanda daha fazla yenilikçi sistemler sundular:
H2O: İnsandan insan
H2O sistemi, yalnızca bir RGB kameralı tam bir insansı robotun gerçek zamanlı telefotisini sağlar. İnsansı robotlar için uygun hareketleri filtrelemek ve seçmek için RL tabanlı bir çerçeve ve “SIM-veri” işlemi kullanır.
AR destekli telefoto cerrahisi
Araştırmacılar ayrıca artırılmış gerçekliğin (AR) MOCAP tabanlı telefonları nasıl destekleyebileceğini araştırıyor. Robot koluna ek olarak insan kolunun sanal bir referansını görselleştirerek, kullanıcılar hareket görüntülerini daha iyi anlayabilir.
KI ve Hareket Yakalama: İnsan-Robot Etkileşiminin Geleceği
İnsansı robotların hareket yakalama tabanlı telefoto cerrahisi son yıllarda önemli ölçüde gelişmiştir. Twist gibi sistemler, robotun gerçek zamanlı olarak insan benzeri tam gövde hareketlerini gerçekleştirmesini mümkün kılarak önemli ilerlemeyi işaret eder.
Hareket yakalama teknolojisi ve takviye öğrenme ve davranış klonlaması gibi gelişmiş AI yöntemlerinin birleşimi, insan-robot etkileşimi için yeni fırsatlar ortaya koymaktadır. İnsansı robotlar artık sadece yalıtılmış hareketler yapmakla kalmaz, aynı zamanda daha yüksek beceri ve ifade sağlayan tam kimlik eylemlerini de koordine edebilir.
Gelecekte, bu teknolojiler, karmaşık manipülasyon görevleri ve sosyal bağlamlarda tehlikeli ortamlarda insansı robotların kullanımını önemli ölçüde genişletebilir. Teleoperasyon sistemlerinin hassasiyet, sağlamlık ve kullanıcı dostluğunun sürekli iyileştirilmesi, insan yetenekleri ve robotik uygulama arasındaki boşluğu daha da azaltmaya yardımcı olacaktır.
İçin uygun:
Küresel pazarlama ve iş geliştirme ortağınız
☑️İş dilimiz İngilizce veya Almancadır
☑️ YENİ: Ulusal dilinizde yazışmalar!
Konrad Wolfenstein
Size ve ekibime kişisel danışman olarak hizmet etmekten mutluluk duyarım.
iletişim formunu doldurarak benimle iletişime geçebilir +49 89 89 674 804 (Münih) numaralı telefondan beni arayabilirsiniz . E-posta adresim: wolfenstein ∂ xpert.digital
Ortak projemizi sabırsızlıkla bekliyorum.
