布里斯托大學(xué)的兩名研究人員使機器人的應(yīng)用更加現(xiàn)實了，盡管這個實驗還處于初期階段。這個手持式機械臂也許可以解決涉及遠(yuǎn)程指令的一些艱巨任務(wù)，比如維護、指導(dǎo)、診斷。
圖片為手持式機械臂，配有可遠(yuǎn)程控制的五個自由度提示框、攝像頭、感應(yīng)模擬的提示框。
圖片來源：布里斯托大學(xué)
圖片來源：布里斯托大學(xué)
要了解這個機器人的工作原理，至關(guān)重要的是要了解研究作者Janis Stolzenwald和Walterio W. Mayol-Cuevas希望解決的問題。在使用協(xié)作式遠(yuǎn)程協(xié)助的情況下，學(xué)習(xí)的本地工作人員（經(jīng)驗不足）必須完全理解另一位具有專業(yè)知識的遠(yuǎn)程工作人員的指示。比如，為了在侵入性外科手術(shù)中培訓(xùn)實習(xí)醫(yī)生，經(jīng)驗豐富的醫(yī)生可能會在描述如何操作工具的同時遠(yuǎn)程培訓(xùn)新手。
論文的作者表示，遠(yuǎn)程協(xié)助在工業(yè)應(yīng)用中特別有用，例如在現(xiàn)代化的工廠中。診斷或解決問題需要高水平的專業(yè)知識，或者可能需要專家來現(xiàn)場解決問題，例如制造過程中的機器脫機或管道阻塞，這都比較耗錢。盡管增強現(xiàn)實系統(tǒng)和遠(yuǎn)程操控流程已經(jīng)在使用中，但仍缺乏更有效的方法。這主要是因為雖然當(dāng)前的通信方法很發(fā)達(dá)，但是靠遠(yuǎn)程工作者和本地工作者之間的溝通來解決問題仍然比較困難。
為了縮小差距，Stolzenwald和Mayol-Cuevas提出了一種使用半自動手持機械臂的系統(tǒng)，并在部分模擬的管道維護任務(wù)中對其進(jìn)行了測試。
圖片為遠(yuǎn)程工作人員控制半自動手持式機械臂來支援工作現(xiàn)場中的本地工作人員。
圖片來源：布里斯托大學(xué)
圖片來源：布里斯托大學(xué)
它的工作原理是這樣的：在工作現(xiàn)場，由本地工作人員控制手持式機械臂，這個機械臂配備有攝像頭和五個自由度（意味著機械臂可以在五個不同平面中移動）。然后，遠(yuǎn)程工作人員通過自定義界面訪問其他工人正在使用的機械臂。這使得工作現(xiàn)場的人員拿著機械臂，而遠(yuǎn)程工作人員在操控機器臂。
Stolzenwald和Mayol-Cuevas最感興趣的是觀察研究中的三者如何協(xié)作：遠(yuǎn)程工作人員、本地工作人員和機械臂。
圖片為遠(yuǎn)程工作人員的工作站。圖片來源：布里斯托大學(xué)
Stolzenwald和Mayol-Cuevas寫道：“在任務(wù)執(zhí)行方面，我們發(fā)現(xiàn)手持式機械臂的自主性和任務(wù)知識有助于提高協(xié)作效率，因為縮短了完成任務(wù)的時間。”他們發(fā)現(xiàn)，由遠(yuǎn)程控制但由本地工作人員握住的機械臂使測試任務(wù)的效率提高了24％。試想一下，如果這個在規(guī)模更大的工廠里使用，那么效率將會大大提高。
主要目標(biāo)是改善通信方式?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，至少在質(zhì)量上，遠(yuǎn)程控制機械臂尖端的能力使得機器人完成任務(wù)變得更加容易。他們認(rèn)為這是由于手臂的手勢比較像嬰兒早期就能做出的動作，比如伸手指。
實際上，工作人員在維護管道期間所需的口頭交流較少。研究人員推斷，這是因為機器人的瞄準(zhǔn)功能取代了遠(yuǎn)程工作人員的小尺寸運動指令，并且還減少了移動所需的任務(wù)知識。簡而言之，與侵入性外科手術(shù)一樣，對于必須進(jìn)行的微小動作而言，具有不完善的信息對于使用中的機械臂而言，問題也會較少。
那么，和機械臂一起工作會是有趣的體驗嗎？
Stolzenwald和Mayol-Cueva也在論文中提及了。在上個月發(fā)表的第二篇論文中，兩人調(diào)查了人們對機械臂自主完成任務(wù)是如何反應(yīng)的。結(jié)果是，當(dāng)工作人員的計劃與機械臂的計劃不符時，他們會非?；艔?。
為了創(chuàng)建和諧的人機交互，不僅需要研究積極的交互作用，而且還要研究機械臂偏離工作人員想要執(zhí)行的操作的實例。將來，Stolzenwald和Mayol-Cueva希望能超越測試機器人手臂的模擬，并過渡到實際環(huán)境中。他們還想研究經(jīng)過全面培訓(xùn)的遠(yuǎn)程工作人員如何從這種機器人協(xié)助中受益，以及在培訓(xùn)方案中如何使本地工作人員受益。
