基于双向动量的触觉反馈与控制系统用于手中灵巧遥操作
机器人学
2025-04-15 v2
摘要
手中灵巧遥操作不仅需要精确的远程运动控制机器人，还需要对人类操作员有效的触觉反馈，以确保两者之间稳定和直观的交互。大多数现有针对灵巧遥操作的触觉设备专注于力反馈，缺乏有效的扭矩渲染，这对于涉及对象旋转的任务至关重要。虽然一些基于齿轮电机或机械耦合执行器的扭矩反馈解决方案在虚拟现实应用中已被探索，但它们常依赖笨重的机械设计，限制了其在便携式或手中应用中的使用。在本文中，我们提出了一种基于双向动量的触觉反馈与控制（Bi-Hap）系统，利用掌心尺寸的动量驱动机制实现实时触觉和扭矩反馈。Bi-Hap 系统还集成了惯性测量单元（IMU），用于提取人类的操作指令，以建立闭环学习驱动的遥操作框架。此外，引入一种误差自适应反馈策略，以增强操作员在不同误差类别下的感知和任务性能。实验评估表明，Bi-Hap 实现了延迟低于 0.025 秒的反馈能力，并实现了 RMSE 小于 0.010 Nm 的高精度扭矩反馈。
引用
@article{arxiv.2409.20527,
title = {Bi-directional Momentum-based Haptic Feedback and Control System for In-Hand Dexterous Telemanipulation},
author = {Haoyang Wang and Haoran Guo and He Ba and Zhengxiong Li and Lingfeng Tao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.20527},
year = {2025}
}
备注
This work has been submitted to the IEEE for possible publication