通常,具有力反馈的操纵杆包含两个自由度,足以满足多种用途。然而,在某些情况下,也具有力反馈的第三自由度可用作输入,例如,当需要控制具有四个独立轮子的移动机器人时。这种类型的机器人是 DLR 开发的:Robomobil。三自由度操纵杆将取代传统的驱动元件(方向盘、制动器和加速器),并使驾驶员能够独立地指挥纵向、横向和旋转运动。该系统的优点有很多,例如:将驾驶控制集成在单个设备中、独立指挥运动的可能性或方向兼容等。该项目的目的是研究什么类型的输入适合第三自由度,以及人类前臂运动学的耦合如何影响三自由度操纵杆的控制。考虑到这一点,进行了一项用户研究(一个具有七个自由度的机器人模拟操纵杆的不同模式,并使用触觉设备 Spacemouse 检查是否适合分离任何操纵杆的程度)两个设备的自由)。最后针对第三次GR的实现进行了机械设计
摘要 - 我们报告了最初探索的结果,即使用电动刺激,在外科医生的舌头上,是潜在的较低延迟,机械上的较低的方法,以向机器人辅助手术的操作员提供力反馈。我们进行了一项飞行员可行性研究,其中参与者试图对机器人进行远程操作,以抓住和抬起鸡蛋而不会破裂或掉落它们。根据实验条件,机器人抓地力测量的力以不同的方式显示出不同的显示:仅视觉上或通过视觉上的电动舌刺激。参与者更成功地用舌刺激卵。这项初步研究的数据以及非正式访谈的见解表明,舌刺激有可能增强机器人辅助手术的功效和安全性。索引术语 - 光线,力反馈,机器人辅助手术,显示,舌头,感觉替代,电动刺激
摘要 — 双边遥控操作为人形机器人提供了人类的规划智能,同时使人类能够感受到机器人的感受。它有可能将具有物理能力的人形机器人转变为动态智能的机器人。然而,由于涉及复杂的动力学,动态双边运动遥控操作仍然是一个挑战。这项工作介绍了我们通过身体倾斜的轮式人形机器人运动遥控概念应对这一挑战的初步步骤。具体来说,我们开发了一种具有力反馈能力的全身人机界面 (HMI),并设计了一个力反馈映射和两个遥控映射,将人体倾斜映射到机器人的速度或加速度。我们比较了这两种映射,并通过实验研究了力反馈的效果,其中七个人类受试者用 HMI 遥控一个模拟机器人执行动态目标跟踪任务。实验结果表明,所有受试者在练习后都完成了两种映射的任务,力反馈提高了他们的表现。然而,受试者表现出两种不同的远程操作风格,它们从力反馈中获益的方式也不同。此外,力反馈影响了受试者对远程操作映射的偏好,尽管大多数受试者在速度映射方面表现更好。
摘要 — 双边遥控操作为人形机器人提供了人类的规划智能,同时使人类能够感受到机器人的感受。它有可能将具有物理能力的人形机器人转变为动态智能的机器人。然而,由于涉及复杂的动力学,动态双边运动遥控操作仍然是一个挑战。这项工作介绍了我们通过身体倾斜的轮式人形机器人运动遥控概念应对这一挑战的初步步骤。具体来说,我们开发了一种具有力反馈能力的全身人机界面 (HMI),并设计了一个力反馈映射和两个遥控映射,将人体倾斜映射到机器人的速度或加速度。我们比较了这两种映射,并通过实验研究了力反馈的效果,其中七个人类受试者用 HMI 遥控一个模拟机器人执行动态目标跟踪任务。实验结果表明,所有受试者在练习后都完成了两种映射的任务,力反馈提高了他们的表现。然而,受试者表现出两种不同的远程操作风格,它们从力反馈中获益的方式也不同。此外,力反馈影响了受试者对远程操作映射的偏好,尽管大多数受试者在速度映射方面表现更好。
摘要 力反馈被认为是虚拟现实 (VR) 的下一个前沿。最近,随着消费者对无线 VR 的推动,研究人员放弃了基于笨重硬件(如外骨骼和机械臂)的解决方案,开始探索更小的便携式或可穿戴设备。然而,在渲染惯性力时,例如移动重物或与具有独特质量特性的物体交互时,当前不接地的力反馈设备无法提供快速的重量转移感觉,无法真实模拟 2D 表面上的重量变化。在本文中,我们介绍了 Aero-plane,一种基于两个微型喷气螺旋桨的力反馈手持控制器,可以在 0.3 秒内渲染高达 14 N 的重量转移。通过两项用户研究,我们:(1)描述用户在使用我们的设备时感知和正确识别虚拟平面上不同运动路径的能力; (2)测试了控制器在两个 VR 应用程序(飞机上的滚动球和使用不同形状和大小的厨房工具)中使用时的真实度和沉浸感。最后,我们展示了一组应用程序,进一步探索我们设备的不同使用情况和替代外形尺寸。
手动相互作用与对象相互作用受到手的触觉信号的支持。这种触觉反馈可以通过体感皮质(S1)的心脏内微刺激(ICM)在脑控制的仿生手中恢复。在基于ICMS的触觉反馈中,可以通过基于仿生手上力传感器的输出调节刺激强度来发出接触力,这又调节了感知的感觉的幅度。在本研究中,我们在三名参与者中衡量了基于ICMS的力反馈的动态范围和精度,这些参与者植入了S1中的微电极阵列。为此,我们测量了由于ICM振幅增加以及参与者区分不同强度水平的能力而导致的感觉幅度的增加。然后,我们通过实施“仿生” ICMS培训来评估是否可以提高反馈的忠诚度,旨在唤起神经元活动的模式,这些模式更紧密地模仿那些自然接触的人,并一次通过多个通道传递ICMS。我们发现,多通道仿生ICMS产生的感觉比单通道对应物更强,更有区别。最后,我们用仿生手实施了仿生多通道反馈,并让参与者执行合规性歧视任务。我们发现,仿生多通道触觉反馈对单渠道线性对应物产生了改善的歧视。我们得出的结论是,多通道仿生的ICMS传达了精细分级的力反馈,该反馈更接近自然接触所赋予的灵敏度。
触觉是指触摸和相关感觉反馈的形式。该领域的研究人员致力于开发、测试和改进触觉和力反馈设备及支持软件,使用户能够感知(“感觉”)和操纵三维虚拟物体的形状、重量、表面纹理和温度等特征。除了对人类触觉的基本心理物理研究以及机器触觉问题(如碰撞检测、力反馈和触觉数据压缩)之外,研究人员还在应用领域开展研究,如手术模拟、医疗培训、科学可视化以及盲人和视障人士的辅助技术。设备如何模拟触觉?我们来考虑一下 SensAble Technologies 的一种设备。3 DOF(自由度)PHANToM 是一个小型机械臂,带有三个旋转关节,每个关节都连接到计算机控制的直流电动机。该设备的尖端连接到用户握住的触控笔上。通过发送适当的电压 -
摘要:针对从人类有机体衍生的信号的研究变得越来越流行。在这个领域,基于脑电波的脑部计算机界面扮演了特殊的角色。由于脑电图记录设备和较低的设定价格的缩小尺寸,它们变得越来越受欢迎。不幸的是,此类系统在生成的命令数量方面受到很大的限制。这尤其适用于不是医疗设备的集合。本文提出了一个基于稳态视觉诱发电位(SSVEP),EOG,眼睛跟踪和力反馈系统的混合脑计算机系统。这样的扩展系统消除了许多特定的系统缺点,并提供了更好的结果。本文的第一部分介绍了有关混合脑部计算机系统中应用的方法的信息。根据操作员将机器人的尖端放置在指定位置的能力来测试提出的系统。提出了工业机器人的虚拟模型,该模型用于测试。在现实生活中的工业机器人上重复测试。通过启用和禁用的反馈系统验证了系统的定位精度。在模型和真实对象上进行的测试结果清楚地表明,在由操作员控制时,力反馈提高了机器人尖端的定位精度。此外,模型和现实生活中的工业模型的结果非常相似。在下一阶段,对使用BCI系统进行分类项目的可能性进行了研究。该研究是在模型和真正的机器人上进行的。结果表明,可以使用来自人体的生物信号进行排序。
摘要:操纵既涉及精细的触觉反馈,又涉及FingerPad机械感受器感知的动态瞬变,也涉及动态触觉反馈,而动态触觉反馈则涉及整个手肌肉骨骼结构。在远程操作实验中,这些基本方面通常在操作员侧的不同设置之间进行分配:使用轻质手套和光学跟踪系统的那些设置,朝向仅触觉反馈的那些,以及那些实现外观骨骼或接地操纵器作为具有抗hepticic设备的hepticic设备,可提供KinaEsticic Enceptics。在手界面的水平上,提供动力学力反馈的外骨骼在最大渲染力和嵌入式执行器的带通之间进行了权衡,从而使这些系统无法正确地呈现触觉反馈。为了克服这些局限性,在这里,我们研究了一个完整的上肢外骨骼,覆盖了从肩部到手指裂料的所有上肢身体部位,并在指尖与线性语音盘绕器执行器结合。这些是为了呈现宽带触觉反馈以及手部外骨骼提供的动力学力反馈。在两个不同的反馈条件下(仅视觉和视觉供应),我们将在采摘远程操作任务中调查系统。根据测量的相互作用力和正确试验的数量进行了评估和比较。这项研究证明了能够组合的动觉和触觉触觉反馈的复杂的全肢外骨骼(七个肢体驱动的DOF加五个手动DOF)的总体可行性和有效性。定量结果表明,当提供触觉反馈时,尤其是对于均值和峰值施加的力,以及拾取和地位任务的正确速度时,效果的改善显着。
2020 年 6 月 22 日星期一 LAAS-CNRS,会议厅,7 avenue du Colonel Roche,31400 Toulouse FluidFM 技术将 AFM 与微通道 AFM 探头 1 相结合。在该系统中,微型通道集成在 AFM 悬臂中并连接到压力控制器系统(压力范围从 -800 到 1000 mbar),从而创建一个连续且封闭的流体导管,可用溶液填充,同时该工具可以浸入液体环境中。悬臂末端的尺寸范围为 300 nm 至 8 µm 的孔径允许局部分配液体。然后通过标准 AFM 激光检测系统确保力反馈,该系统测量悬臂的偏转,从而测量施加到样品上的力 1 。