物理科技生物学-PHYICA

在增强现实的帮助下,弯曲的机械臂扭曲变形

技术工程 2022-04-08 21:55:16

Bendy robotic arm twisted into shape with help of augmented reality可延展的手臂大部分是可弯曲的,末端有一个刚性部分(P6-P5)。鸣谢:伦敦帝国理工学院的研究人员设计了一种可延展的机械臂,可以由一个人使用增强现实(AR)护目镜来引导成型。这种由伦敦帝国理工学院设计和制造的柔性手臂可以向各个方向扭曲和转动,这使得它很容易在制造业、航天器维护甚至受伤康复方面的潜在应用中进行定制。

这种多功能手臂不会被僵硬的四肢和坚固的关节所束缚,而是可以很容易地弯曲成各种各样的形状。在实践中,与机器人一起工作的人会手动将手臂弯曲成每项任务所需的精确形状,这种灵活性是由内部光滑的聚酯薄膜层实现的,它们可以相互滑动并锁定到位。然而,在没有指导的情况下将机器人配置成特定的形状对于用户来说已经被证明是困难的。

为了提高机器人的用户友好性,帝国理工大学的red(机器人操纵:工程、设计和科学)实验室的研究人员设计了一个系统,让用户在AR中看到如何配置他们的机器人。戴上混合现实智能眼镜,通过运动跟踪相机,用户可以看到他们面前的模板和设计叠加到他们的现实世界环境中。然后,他们调整机械臂,直到它与模板匹配,模板在成功配置时变为绿色,这样机器人就可以锁定到位。

鸣谢:伦敦帝国理工学院论文的高级作者、帝国理工学院戴森设计工程学院的尼古拉斯·罗哈斯博士说:“调整这些机器人的关键问题之一是它们在新位置的准确性。我们人类不擅长确保新位置与模板匹配,这就是为什么我们向AR寻求帮助。

“我们已经表明,AR可以简化与我们的可塑性机器人一起工作。这种方法为用户提供了一系列易于创建的机器人位置,适用于各种应用,而不需要太多的技术专业知识。”

研究人员在五名20-26岁的男性身上测试了该系统,他们有机器人经验,但没有专门操纵可塑性机器人的经验。受试者能够准确地调整机器人,结果发表在IEEE机器人与自动化杂志上。

虽然参与者的范围很窄,但研究人员表示,他们的初步研究结果表明,在进一步测试和用户培训后,AR可能是一种适应可塑机器人的成功方法。

Bendy robotic arm twisted into shape with help of augmented realityAR模板变成绿色表示配置成功。信用:伦敦帝国理工学院弯曲成形

潜在的应用包括制造、建筑和车辆维修。因为手臂很轻,它也可以用在航天器上,在航天器上,轻重量的仪器是首选。它也足够温和,可以用于损伤康复,帮助病人进行一项运动,而他们的理疗师进行另一项运动。

共同第一作者、同样来自戴森设计工程学院的博士研究员亚历克斯·兰内和安格斯·克拉克说:“在许多方面,它可以被视为一个独立的、更灵活的第三只手臂。在许多情况下,多一条腿可能会派上用场,有助于分散工作量,这可能会有所帮助。”

研究人员仍在完善机器人及其AR组件的过程中。接下来,他们将研究在AR中引入触摸和音频元素,以提高其配置机器人的准确性。

他们也在研究加强机器人。虽然它们的灵活性和柔软性使它们更容易配置,甚至可能更安全地与人一起工作,但它们在锁定位置时刚性较低,这可能会影响精度和准确度。

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