面向安全机器人超声扫描的统一互动控制框架——兼顾人类意图意识的协顺性
机器人学
2024-12-02 v1
摘要
超声扫描机器人 operates in environments where frequent human-robot interactions occur. 现有大多数控制方法仅针对特定的互动情境，或在不同情境的控制器之间实现硬切换，这损害了安全性和效率。本文提出一种统一的互动控制框架，使超声扫描机器人能够处理所有常见的互动情境，区分人类意图导向和非意图导向的互动，并根据需要采取相应的协顺措施。具体而言，当互动被认为是人类意图导向时（例如医生抓住机器人以主动引导末端执行器），机器人会暂停或调整其正在进行的主要任务。此外，它能够识别非意图导向的互动，提前规避潜在碰撞。即使这种碰撞已经发生，它也能对碰撞采取协顺措施，试图通过动力学和运动学方式减轻对主要任务（正在进行的扫描）的影响。所有情境被整合到统一的控制器中，通过展现人类意图意识的协顺性来平滑处理这些互动。实验结果表明，该框架能够处理所有常见的互动情境，包括意图介入和非意图碰撞，成功应用于协作式颈动脉超声扫描任务。
引用
@article{arxiv.2411.19545,
title = {A Unified Interaction Control Framework for Safe Robotic Ultrasound Scanning with Human-Intention-Aware Compliance},
author = {Xiangjie Yan and Shaqi Luo and Yongpeng Jiang and Mingrui Yu and Chen Chen and Senqiang Zhu and Gao Huang and Shiji Song and Xiang Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.19545},
year = {2024}
}