硬件組成:
1. SenseGlove 力反饋手套:這是整個系統(tǒng)的核心交互設(shè)備,,手套上配備了多種傳感器和執(zhí)行器。傳感器可以精確地捕捉用戶手部的動作,包括手指的彎曲程度,、手掌的朝向,、手部的移動速度等信息,。執(zhí)行器則能夠根據(jù)系統(tǒng)反饋的信息,,對手部產(chǎn)生相應(yīng)的力反饋,讓用戶感受到虛擬物體的大小,、硬度,、重量等物理特性。
2.機(jī)器人手臂:作為執(zhí)行遠(yuǎn)程操作的機(jī)械裝置,,機(jī)器人手臂通常具有多個關(guān)節(jié)和自由度,,能夠模擬人類手臂的各種動作。它可以根據(jù)用戶通過 SenseGlove 手套發(fā)送的指令,,在遠(yuǎn)程環(huán)境中進(jìn)行精確的操作,,如抓取、搬運(yùn),、裝配等任務(wù),。
3.虛擬現(xiàn)實頭顯:為用戶提供沉浸式的視覺體驗,讓用戶仿佛置身于遠(yuǎn)程操作的現(xiàn)場,。虛擬現(xiàn)實頭顯與 SenseGlove 手套和機(jī)器人手臂相互配合,,使用戶能夠在視覺上實時觀察到機(jī)器人手臂的操作情況以及遠(yuǎn)程環(huán)境的變化,增強(qiáng)操作的真實感和準(zhǔn)確性,。
4.攝像機(jī):放置在遠(yuǎn)程操作環(huán)境中的攝像機(jī)可以實時拍攝現(xiàn)場的圖像,,并將圖像信息傳輸給用戶。用戶通過虛擬現(xiàn)實頭顯可以看到攝像機(jī)拍攝的畫面,,從而更好地了解遠(yuǎn)程環(huán)境的情況,,以便更加準(zhǔn)確地進(jìn)行操作。
軟件系統(tǒng):
1.通信模塊:負(fù)責(zé)在 SenseGlove 手套,、機(jī)器人手臂,、虛擬現(xiàn)實頭顯和攝像機(jī)等設(shè)備之間建立穩(wěn)定,、高效的通信連接。確保用戶手部動作的信息能夠及時,、準(zhǔn)確地傳輸?shù)綑C(jī)器人手臂,,同時機(jī)器人手臂的反饋信息和攝像機(jī)的圖像信息也能夠快速地傳輸給用戶。
2.力反饋算法:根據(jù)機(jī)器人手臂在遠(yuǎn)程環(huán)境中與物體的交互情況,,計算出應(yīng)該反饋給 SenseGlove 手套的力的大小和方向。例如,,當(dāng)機(jī)器人手臂抓取到一個堅硬的物體時,,力反饋算法會根據(jù)物體的硬度和抓取力的大小,計算出相應(yīng)的反饋力,,讓用戶感受到物體的堅硬程度,。
3.對象檢測與識別模塊:幫助用戶在復(fù)雜的遠(yuǎn)程環(huán)境中快速準(zhǔn)確地識別和選擇操作對象。該模塊可以通過圖像識別技術(shù)和傳感器數(shù)據(jù)融合,,識別出不同的物體,,并將其信息顯示在虛擬現(xiàn)實頭顯中,用戶可以通過 SenseGlove 手套選擇要操作的對象,。
4.模擬訓(xùn)練模塊:為用戶提供模擬訓(xùn)練的環(huán)境,,讓用戶在實際進(jìn)行遠(yuǎn)程操作之前,先在虛擬環(huán)境中進(jìn)行練習(xí),。模擬訓(xùn)練模塊可以模擬各種不同的操作場景和任務(wù),,幫助用戶熟悉操作流程和提高操作技能。
應(yīng)用場景:
1.高危作業(yè):如拆除退役核彈和炸彈等危險任務(wù),,操作人員可以在安全的環(huán)境中,,通過 SenseGlove 觸覺反饋手套遙操作系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制機(jī)器人手臂進(jìn)行操作,避免了直接接觸危險物品,,大大降低了風(fēng)險,。
2.工業(yè)生產(chǎn):在工業(yè)生產(chǎn)線上,工人可以使用該系統(tǒng)遠(yuǎn)程操作機(jī)器人手臂進(jìn)行零件裝配,、設(shè)備維護(hù)等工作,。特別是在一些高溫、高壓,、有毒等惡劣環(huán)境下,,遙操作可以保護(hù)工人的安全。
3.醫(yī)療領(lǐng)域:醫(yī)生可以通過該系統(tǒng)遠(yuǎn)程操作醫(yī)療機(jī)器人進(jìn)行手術(shù),、診斷等操作,。例如,在遠(yuǎn)程手術(shù)中,,醫(yī)生可以通過 SenseGlove 手套感受到手術(shù)器械與患者身體的接觸情況,,提高手術(shù)的準(zhǔn)確性和安全性,。
教育培訓(xùn):用于虛擬現(xiàn)實培訓(xùn),讓學(xué)員在虛擬環(huán)境中進(jìn)行操作訓(xùn)練,,如機(jī)械維修,、建筑施工等。學(xué)員可以通過 SenseGlove 手套感受到虛擬工具的重量,、質(zhì)感等,,提高培訓(xùn)的效果和學(xué)員的技能水平。