Опубліковано: 20 травня 2025 р. / Оновлення з: 20 травня 2025 р. - Автор: Конрад Вольфенштейн
Система повороту: технологія зйомки руху (Mocap) революціонує контроль гуманоїдних роботів-зображень: xpert.digital
Телеопераційна система імітації всього тіла: взаємодія людини в режимі реального часу ми змінюємо технологію роботів
Людські рухи для роботів: потенціал системи повороту
Вчені досягли значного прориву в розвитку систем телеоперації для гуманоїдних роботів. Використовуючи технологію зйомки руху, Humanoid Robots тепер може виконувати рухи, подібні до людини в режимі реального часу. Ця інновація дозволяє точний та інтуїтивний контроль роботів, що є важливим кроком до розвитку роботів із навичками повного тіла. Нова система Twist (телеоперована система імітації всього тіла), яка передає повні рухи тіла людини до робота, особливо чудовий і, таким чином, віщує нову епоху взаємодії людини.
Підходить для цього:
Основи телефото-хірургії на основі руху на основі руху
Телеоперація описує дистанційне управління машинами і особливо важлива в області робототехніки. Телероботичні системи використовуються, якщо робочий простір занадто далеко, занадто маленький, занадто великий або занадто небезпечний для людини. Просторове роз'єднання між людьми (оператором) та роботом (Teleoperator) забезпечує операції в різних областях, таких як малоінвазивна хірургія, опис розвідки або космічні програми.
Технологія зйомки руху (MOCAP) є основою для сучасних систем телеоперації. Ця технологія дозволяє детальні записи та моделювання людського руху, завдяки чому окремі люди або цілі групи людей можуть бути оцифровані. Записані рухи інтелектуально обробляються і можуть бути використані для анімації тіл та їх рухів.
Як працює технологія захоплення руху
У технології зйомки руху рухи тіла реальних людей точно переслідують і записуються за допомогою спеціального костюма з маркуванням точок та оптичними системами. Дані руху всіх частин тіла збираються - не тільки руками, руками, ногами та стопами, але й фюзеляжем, стегнами та головою. Ці всебічні дані потім перетворюються на команди за допомогою штучного інтелекту (AI), які можуть здійснювати гуманоїдні роботи.
Система повороту: прорив у роботовому телескопіці
Система Twist, розроблена в університеті Стенфорда та університету Саймона Фрейзера, є значним прогресом у телемоїдному роботовому телефоні.
"Ми хочемо, щоб гуманоїди мали той самий рівень навичок повного тіла, що і люди",-пояснює Янджі Зе, перший автор дослідження Twist. "Уявіть собі неохайну кухню. Люди можуть тримати речі двома руками і використовувати ноги для переміщення перешкод, таких як кошик на землі. Люди також можуть відкрити двері з боками тіла або ліктями. Ми хочемо, щоб гуманоїди могли робити те саме, наслідуючи люди безпосередньо".
Технічна реалізація повороту
Система повороту включає три основні компоненти:
- Збір даних та ретаргетинг: за офлайн та онлайн -ретаргетингу, людські рухи адаптуються до робота. Це робиться шляхом оптимізованої передачі положень та орієнтацій 3D -суглобів, завдяки чому орієнтація тіла та розміщення стопи також адаптуються в режимі реального часу.
- Навчання контролера в моделюванні: Twist використовує двоступеневий підхід за допомогою методології «учня вчителя»:
- Контролер «вчителя» має привілейований доступ до майбутніх довідкових рухів, що дозволяє йому планувати плавні рухи.
- Контролер «студента» проходить навчання за допомогою комбінації підкріплення (RL) та клонування поведінки (до н.е.) і може отримати доступ лише до поточної інформації про рух.
- Повний контролер тіла: Навчений контролер дозволяє робота використовувати всі ступені свободи, поки баланс утримується одночасно. Це призводить до більш природних і людських рухів.
У тестах з роботом Humanoid G1 від Untere дослідники виявили, що достатньо записувати рухи повного тіла та точно перенести їх у суглоби робота, забезпечуючи проведення рухів різних кінцівок.
Підходить для цього:
Проблеми в гуманоїдній телефото -хірургії
Розробка систем телеоперації для гуманоїдних роботів представляє дослідникам з кількома складними проблемами:
Переміщувати розрив у здійсненні
Центральним викликом є мости «розриву втілення»-анатомічні відмінності між людьми та роботами. Оскільки роботи мають інші пропорції, спільні конфігурації та фізичні властивості, ніж люди, пряма передача рухів людини не легко можливо.
Баланс та координація повного тіла
Відстеження гуманоїдного повного тіла вимагає не лише точного контролю окремих суглобів, але й динамічного обслуговування балансу під час складних рухів. У звичайних системах телеобто -хірургії фокус часто зосереджується лише на ізольованих рухах, таких як рухова лінія або маніпуляція, тоді як Twist дозволяє скоординовувати рухи повного тіла.
Затримка та сенсорний зворотний зв'язок
Системи телеоперації повинні подолати такі проблеми, як затримка (затримка часу) та обмеження сенсорного зворотного зв'язку. Ці фактори можуть впливати на синхронізацію дій людини з робототехнічними реакціями.
Різноманітні програми з захоплення руху Телефоти
Телефото-хірургія на основі руху, що базується на руках, відкриває численні можливі використання:
Небезпечні ситуації та рятувальні операції
У небезпечних умовах телеоперованих роботів можна використовувати замість людей, наприклад, у відшкодуванні вибухових речовин (EOD - вибухонебезпечне розпорядження). У період з 2015 по 2020 рік лише у Сполученому Королівстві щорічно відбулися операції EOD, що ілюструє необхідність безпечних альтернатив.
Складні завдання маніпуляції
Гуманоїдні роботи можуть виконувати складні завдання маніпуляції за допомогою телеоперації, наприклад, у неструктурованих умовах, таких як кухні або майстерні. Можливість використовувати все тіло, включаючи руки, руки, ноги та координовані ноги, пропонує тут вирішальні переваги.
Соціальна робототехніка та виразність
Для гуманоїдних соціальних роботів здатність висловлювати виразні рухи є важливою. Система OCRA, розроблена на MPI (на основі оптимізаційного налаштування алгоритму ретаргетингу) дозволяє зображення руху в режимі реального часу між різними кінематичними ланцюгами, що призводить до інтуїтивно зрозумілих та людських рухів.
Альтернативні підходи та порівняння різних систем
Окрім Twist, існують різні підходи для телевізійної хірургії на основі руху:
Системи на основі ІМУ
Деякі дослідники використовують системи зйомки руху на основі ІМУ (інерційна вимірювальна одиниця), які є портативними та дешевшими, ніж оптичні системи. Ця технологія використовується, наприклад, для телефотової роботи завдань з маніпуляції LOCO, в яких поєднуються локомоція та маніпуляції.
Нейрональні мережеві підходи
Альтернативний підхід використовує нейронні мережі, щоб вивчити завдання між даними датчика костюма зйомки руху та кутовими положеннями оббивки робота. Цей метод не потребує попередньої аналітичної чи математичної моделі робота і тому може бути застосований до різних парувальних пар.
Системи для конкретних частин тіла
Окрім телефонних операційних систем повного тіла, є також спеціалізовані системи, які зосереджуються на певних частинах тіла, таких як подвійний рух руху. Ці системи відіграють важливу роль у точному контролі біонічних бімануальних роботів для завдань тонких маніпуляцій.
Підходить для цього:
Нещодавній прогрес та майбутні перспективи
Розвиток систем телеоперації для гуманоїдних роботів швидко прогресує. Окрім Twist, нещодавно дослідники представили подальші інноваційні системи:
H2O: Людина до гуманоїда
Система H2O дозволяє лише в режимі реального часу телефоном повного гуманоїдного робота з камерою RGB. Він використовує кадр на основі RL та процес "SIM-To-Data" для фільтрації та вибору відповідних рухів для гуманоїдних роботів.
АР-підтримувана телефонна операція
Дослідники також досліджують, як розширена реальність (AR) може підтримувати телефони на основі Mocap. Візуалізуючи віртуальну довідку людської руки на додаток до руки робота, користувачі можуть краще зрозуміти зображення руху.
Кі та захоплення руху: майбутнє взаємодії з людськими роботами
Телефтото-хірургія гуманоїдних роботів на основі руху в останні роки значно розвинулася. Такі системи, як Twist Mark значного прогресу, зробивши можливим для роботи руху, подібних до людини, в режимі реального часу.
Поєднання технології зйомки руху та вдосконалені методи AI, такі як підкріплення навчання та клонування поведінки, відкриває нові можливості для взаємодії людини-робота. Тепер гуманоїдні роботи можуть не тільки виконувати поодинокі рухи, але й координувати дії повного тіла, які дають можливість більш високої майстерності та вираження.
Надалі ці технології можуть значно розширити використання гуманоїдних роботів у небезпечних умовах, із складними завданнями маніпуляцій та в соціальному контексті. Постійне вдосконалення точності, надійності та споживачів систем телеоперації допоможе подальше зменшити розрив між людськими здібностями та робототехнічним виконанням.
Підходить для цього:
Ваш глобальний партнер з маркетингу та розвитку бізнесу
☑ Наша ділова мова - англійська чи німецька
☑ Нове: листування на вашій національній мові!
Конрад Вольфенштейн
Я радий бути доступним вам та моїй команді як особистого консультанта.
Ви можете зв’язатися зі мною, заповнивши тут контактну форму або просто зателефонуйте мені за номером +49 89 674 804 (Мюнхен) . Моя електронна адреса: Вольфенштейн ∂ xpert.digital
Я з нетерпінням чекаю нашого спільного проекту.
