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在Festo体验中心动手使用触觉遥控机器人

发布日期：2019-12-03 浏览次数：44

　　坐落在硅谷中心地带，位于套房101中的101号高速公路旁，是费斯托（Festo）打造的工业和自动化未来（工业4.0）变革性展示厅。可以通过智能手机控制的旋转式传送带和自动移液器是种全新的工作方式：Tactile Telerobot。

　　触觉遥控机器人使用户可以对人形机器人进行精细的运动控制，不仅可以看到而且可以感觉到人机交互。这是通过四个独特公司的协作来实现的：

　　SynTouch的BioTac传感器- 种传感器吊舱，能够测量物体的触感，包括材料的位置，压力和粗糙度

　　Shadow Robot Company的Shadow Dexterous Hand-模仿人类手部的机器人末端执行器

　　Universal Robots的工业机器人-支撑并放置影子灵巧手

　　HaptX的HaptX Glove- 种外骨骼手套，可以检测位置并提供对每个手指的抵抗力，包括对手部皮肤的力反馈

　　SynTouch的传感器安装在影子灵巧手的指尖，该手又与Universal Robots提供的两个机械臂相连。握住物体的感觉数据被映射到HaptX手套，使佩戴者能够感觉到他们正在操纵的物体并分别调整握持力。手套中的传感器依次控制阴影灵巧手和通用机器人手臂的位置。

　　让四个不同公司的人员和产品相互通信并不是件容易的事。如果没有有形研究公司的努力和全日空航空公司的支持，就不可能进行触觉遥控机器人的演示，全日空航空公司正在寻找让人们“旅行”的替代方式。

　　触觉遥控机器人解决了个真正的问题：我们依靠触觉来实现手眼协调。每个人的指尖都有多达3,000个压力传感器。瑞典于默奥大学的Roland S. Johansson教授花费了生的时间来证明人们在没有皮肤感觉输入的情况下操纵物体的局限性。触摸感对于精细运动控制至关重要。SynTouch的传感器将触摸感数字化，HaptX的外骨骼重新创建了传感器，这是带夹具的机器人设备的遥控操作的大进步。

　　HaptX手套比看起来轻得多。在不计电缆的情况下，每只重400克（略小于磅），在演示过程中外骨骼手套的重量并不明显，特别是如果用户将手靠近身体的话。HaptX手套戴在薄棉手套上（有些人认为棉手套在这种情况下是件内装服-使用者和外骨骼之间的外围）。穿上之后，使用类似于滑雪靴的BOA闭合系统将手套收紧。对于该试验，HaptX手套非常舒适。

　　HaptX手套同时完成三件事。，它监视并传输每个手指和手的位置。其次，它可以对手指施加压力（触觉反馈）。后，它具有制动机构，可以拉动手指以产生对物体的抵抗感。公平地讲，正在开发其他运动跟踪和力反馈手套。HaptX之所以与众不同，是因为它可以在手指和手掌的各个点施加可控制的压力。

　　每个HaptX手套均包含多达130个采用费斯托设计的比例阀技术的硅胶通道。这些通道终止于稀薄的气泡，气泡可以充满空气以膨胀并向皮肤施加力。使用小型空气压缩机和带有费斯托设计的压电阀的控制器可实现驱动。特别值得注意的是，这些阀不仅可以打开/关闭，还可以控制流过它们的空气量，进而调节气泡的上升高度。在演示过程中，此系统创建了与影子手的握力和BioTac传感器感知到的力成比例的不同水平的力反馈。

　　测试比例力反馈的功效的种方法是尝试举起叠倒置的塑料杯。使用者实际上可以“感觉”到他们在杯子上紧紧地抓握杯子的程度，并且可以改变其抓握强度以仅举起个，几个或整个叠堆。通过视觉提示和HaptX手套的比例触觉反馈，可以实现此目的。

　　Festo体验中心配有外骨骼手套也就不足为奇了。自2006年以来，Festo已开发出仿生设备，其灵感来自动物和人类的形态和功能。Festo还在2010年至2012年之间从事ExoHand外骨骼手套的研究。

　　“整个系统协同工作令人印象深刻。如今，切皆有可能。”影子机器人公司董事总经理Rich Walker说。触觉Telerobot代表了与Tangible Research 致兴趣的联盟，该联盟专注于远程机器人的发展，并与Shadow Robot Company和HaptX积合作以构建此系统。从全日空航空公司作为赞助商的角度来看，传感器，机器人和外骨骼技术的融合为人们提供了个无需乘坐飞机即可“旅行”的机会。

　　除了帮助操作员控制机器人设备外，HaptX手套还具有使虚拟现实更加逼真的潜力。我们知道操纵对象的外观应该是什么样，但是我们的大脑也经过编程以寻找操纵物体“感觉”如何。力反馈外骨骼对于虚拟现实训练或娱乐而言可能非常有用。