麻省理工學(xué)院CSAIL探索虛擬現(xiàn)實(shí)控制室

(科技資訊)——如果我們把所有關(guān)于機(jī)器人進(jìn)入工廠和人類離開的焦慮的討論從我們的頭腦中清除出去，我們就會(huì)得到一個(gè)可能的場(chǎng)景:制造業(yè)將采用涉及機(jī)器人和人類的系統(tǒng)。

麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院的成員在一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)上工作，他們預(yù)見了這兩者在物理世界和虛擬世界的相互作用，允許人類和機(jī)器人利用彼此的能力。

這些研究人員提出了這樣一個(gè)問(wèn)題:虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)耳機(jī)如何能以一種降低成本的方式用于遠(yuǎn)程操作工業(yè)機(jī)器人?

他們的機(jī)器人和用戶在行動(dòng)中出現(xiàn)在周一發(fā)布的“操作機(jī)器人與虛擬現(xiàn)實(shí)”視頻中。

他們的系統(tǒng)是通過(guò)Oculus Rift遠(yuǎn)程操作一個(gè)機(jī)器人，用戶通過(guò)機(jī)器人的眼睛看到。用戶既可以看到也可以交互。

這位工程師表示，該系統(tǒng)將把用戶置于“一個(gè)有多個(gè)傳感器顯示器的VR控制室中，讓他們感覺(jué)就像在機(jī)器人的腦袋里一樣?！?/p>

這位工程師說(shuō)，控制器可以“打開和關(guān)閉手爪來(lái)拿起、移動(dòng)和取回物品”。

機(jī)器人可以做一些精確的動(dòng)作，比如撿起螺絲，甚至可以使用訂書機(jī)。

這個(gè)系統(tǒng)背后的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)寫了一篇關(guān)于arXiv的論文。

“巴克斯特的侏儒:制造業(yè)遠(yuǎn)程操作的虛擬現(xiàn)實(shí)空間”是由杰弗里·利普頓、艾丹·費(fèi)伊和丹妮拉·羅斯合著的書名。

該項(xiàng)目由波音公司和科學(xué)基金會(huì)提供部分資金。

達(dá)雷爾·埃瑟林頓(Darrell Etherington)在《科技博客》(TechCrunch)上評(píng)論了他們的書名:“一種‘侏儒思維模式’，或者說(shuō)，你是一個(gè)坐在大型類人機(jī)器人大腦里的小人類，實(shí)際上是在操縱它。”

該論文的摘要稱，該系統(tǒng)運(yùn)行在一個(gè)商業(yè)游戲引擎上，使用的是現(xiàn)成的VR硬件。

降低用于裝配任務(wù)的自動(dòng)化系統(tǒng)的高成本可能是這種努力的實(shí)際結(jié)果。他們?cè)谡袑懙?

昂貴的專業(yè)系統(tǒng)阻礙了制造系統(tǒng)遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)的發(fā)展。他們說(shuō)，在他們的工作中展示的遙控系統(tǒng)“可以通過(guò)利用商業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)，并將其與現(xiàn)有的機(jī)器人控制軟件集成，從而降低此類系統(tǒng)的成本?！?/p>

為了讓他們的系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，他們?yōu)橛脩糁贫艘恍┤蝿?wù)，例如組裝、挑選和放置。

“為了完成一項(xiàng)任務(wù)，我們讓用戶把一根電線釘在一塊板上。我們還測(cè)試了手持相機(jī)相對(duì)效用的重要性。用戶需要能夠用一只手把一根電線夾到一塊木板上，用另一只手把一把釘釘槍放在木板上，然后用槍發(fā)射幾次，把電線固定在固定的位置上?！?/p>

結(jié)果:“我們將我們的系統(tǒng)與最先進(jìn)的裝配任務(wù)自動(dòng)化算法進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示，我們的系統(tǒng)的成功率為100%，而自動(dòng)化系統(tǒng)的成功率為66%。我們證明了我們的系統(tǒng)可以用于挑選、放置、組裝和制造任務(wù)。”

工程師對(duì)他們的方法與其他系統(tǒng)的不同之處有一些看法。

其他系統(tǒng)可能會(huì)從每個(gè)攝像頭中提取2d信息，建立一個(gè)完整的3d環(huán)境模型，然后處理和重新顯示數(shù)據(jù)。相比之下，CSAIL團(tuán)隊(duì)的方法通過(guò)簡(jiǎn)單地獲取每只眼睛顯示的二維圖像，從而繞過(guò)了所有這些步驟。(剩下的部分由人腦自動(dòng)推斷出3-D信息來(lái)完成。)

工程師提出的另一個(gè)有趣的觀點(diǎn)是關(guān)于這可能對(duì)人類工作的影響，或者我們應(yīng)該說(shuō)在遙遠(yuǎn)的工作地點(diǎn)。

一些工廠的工作能減少通勤嗎?

該團(tuán)隊(duì)展示了該系統(tǒng)可以“從數(shù)百英里外操控機(jī)器人，在華盛頓特區(qū)的一家酒店的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上測(cè)試它，以控制麻省理工學(xué)院的巴克斯特。”《工程師》雜志援引杰弗里?利普頓的話說(shuō):“通過(guò)在家遠(yuǎn)程操控機(jī)器人，藍(lán)領(lǐng)工人將能夠遠(yuǎn)程通勤，并從IT革命中受益，就像現(xiàn)在的白領(lǐng)工人一樣?！?/p>

作者們?cè)谒麄兊恼撐闹姓f(shuō):“通過(guò)將物理與制造任務(wù)分離，可以減少工作中的障礙，如身體健康、位置或安全許可?！?/p>

進(jìn)一步探索

昂貴的專用系統(tǒng)阻礙了制造系統(tǒng)遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)的發(fā)展。本文介紹了一種利用商業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)并將其與現(xiàn)有的機(jī)器人控制軟件相結(jié)合的遠(yuǎn)程機(jī)器人控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)運(yùn)行在一個(gè)商業(yè)游戲引擎使用現(xiàn)貨VR硬件。該系統(tǒng)可以部署在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上，從有線本地網(wǎng)絡(luò)到Internet上的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接。該系統(tǒng)基于homunculus心智模型，我們將用戶嵌入虛擬現(xiàn)實(shí)控制室?？刂剖以试S多個(gè)傳感器顯示，用戶和機(jī)器人之間的動(dòng)態(tài)映射，不需要為機(jī)器人或其環(huán)境產(chǎn)生雙模?？刂剖冶挥成涞綑C(jī)器人內(nèi)部的一個(gè)空間，以提供機(jī)器人內(nèi)部的協(xié)同位置感。我們將我們的系統(tǒng)與最先進(jìn)的裝配任務(wù)自動(dòng)化算法進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示我們的系統(tǒng)的成功率為100%，而自動(dòng)化系統(tǒng)的成功率為66%。我們演示了我們的系統(tǒng)可以用于挑選和放置、組裝和制造任務(wù)。