控制系统可缩小人机交互之间的差距

2014-01-23 01:12

　　在生产过程中使用机器人已不再是什么新鲜事了。但是，为了工人的人身安全，大部分的工业机器人都是在封闭的环境中操作的。只有一些机器人是由人类直接近距离对其操作。比如，在汽车装配时，工人在折页处悬挂车门时通过一根杠杆来引导机器人运送车门。这类的机器人通常被当做是触感技术的例子。

　　虽然这些机器人帮了装配工人很大的忙，但是其中的人机交互实际上要复杂多了。

　　“这成了人与机器之间的拔河比赛。”刚从佐治亚理工学院毕业的BillyGallagher做了这样的一个比喻。BillyGallagher是个机器人学博士生，现正领导开发可以提高人机交互的项目。他说：“两者（人与机器人）在工作时进行力的互动。问题就在于人的肌肉刚度不是恒定不变的，机器人不可能一直都知道如何正确地做出反应。”

　　为了解释清楚人的动作给机器人造成的困惑，Gallagher表示，当操作者向前或向后移动杠杆的时候，机器人可以识别这样的指令并且正确地移动。但是当操作者想要停止动作把杠杆控制在合适的位置时，人们会趋向于僵硬，两个手臂的肌肉收缩。这就形成了一个高层次的同步收缩。

　　这样的同步收缩就会给机器人造成混乱。“它不知道这样的一种力度是一种应放大的指令还是由于肌肉的同步收缩而产生的弹力，”Gallagher的导师、机械工程学教授JunUeda说，“机器人做出的反应就是不加理会。”

　　机器人对弹力做出的反应会产生振动。结果，人类操作者就硬挺两个手臂对振动做出反应，这样造成就产生更大的力。所有这些都会导致振动加剧。

　　佐治亚理工学院开发了一个控制系统，把传感器装在控制者的前臂，

　　振动就可以消除了。传感器将肌肉运动传输到计算机上，计算机再向机器人提供人类操作者肌肉收缩程度的信息。系统判断操作者的身体状况然后智能地调整人机交互。这样机器人的运动就简单而安全了。

　　“我们不是让机器人对人的动作直接做出反应，而是给它更多的信息，”Gallagher表示，“通过这样的方式来进行模拟可以使机器人对操作者的运动变化积极做出调整。”