面向多臂系统遥操作的可重构共享自主控制框架

遥操作是一种广泛采用的策略，用于控制执行需要高度灵巧运动与关键高层智能的复杂任务的机械臂。经典遥操作方案基于操纵杆控制，或基于将用户手臂运动直接映射至单机械臂运动的更直观接口。当给定任务执行需要可重构的多机械臂系统时，这些方法存在局限。事实上，双臂或多臂的同步遥操作可扩展操作单元的工作空间，或增加其总负载能力，或带来其他优势。在可重构多臂系统的不同阶段，每个机器人可作为独立臂、或作为一对协作臂之一、或作为虚拟大型机械手的一根手指。本文提出一种新颖的遥操作框架，可实现对任意数量机械臂的独立与组合控制。借助所设计的控制架构，人类操作员可通过用户界面直观选择所提出的控制模式及便于任务执行的机械臂。此外，通过遥阻抗范式，系统可应对需要物理交互的复杂任务，使机器人模仿人类操作员的手臂阻抗与位置参考。所提框架由8名受试者控制4台7自由度Franka Emika Panda机器人执行遥操作任务进行了验证。实验的定性结果显示了我们框架的良好适用性前景。