基于人类手臂运动与力估计的敏捷大空间遥操作界面

遥操作可将人类的感知与认知传递到从机机器人上，以应对某些复杂任务，其中界面人的敏捷性和灵活性在将人类意图映射到机器人方面发挥着重要作用。本文开发了一种基于估计人类手臂行为的敏捷大空间遥操作界面。通过佩戴传感器，即惯性测量单元和表面电肌电图腕带，我们可以捕获人类手臂的运动和力信息，从而直观地控制机器人的操纵。我们设计的可穿戴界面包括两个部分：（1）手臂增量运动学，（2）抓握识别。此外，我们开发了一个带有时间同步机制的遥操作框架，以实现实时应用。我们采用多功能触觉设备（Omega 7）进行实验比较，以验证我们界面和框架的有效性。邀请了七名受试者完成三个不同的任务：自由运动、接力和抓取放置动作（每个任务十次），总测试次数为 420。从客观角度，我们使用任务完成时间和成功率对两种界面的性能进行量化比较。此外，为了量化操作员的主观体验，我们使用 NASA 任务负荷指数来评估他们的主观感受。结果表明，提出的界面在操作体验方面表现出竞争力。