基于 2D/3D 视觉与触觉反馈的空中操控人机界面评估

大多数空中机器人遥操作系统仅提供操作员 2D 屏幕视觉信息。缺乏关于机器人状态和环境的更丰富信息可能限制人类意识，从而影响任务性能。虽然飞行员的经验常常能补偿这种信息减少的程度，但提供更丰富的反馈有望降低认知负荷并提供更直观的体验。本研究旨在理解在空中遥操作期间提供额外信息的重要性，具体包括（i）通过混合现实（MR）提供关于机器人周围环境的 3D 沉浸式视觉反馈，以及（ii）关于机器人与环境相互作用的 3D 触觉反馈。为此，我们开发了一个能够提供这些信息的人机界面。首先，我们在一个需要亚厘米级精度的实际操作任务中展示了其潜力。随后，我们通过涉及虚拟块运输任务的人类主体研究，评估了 MR 视觉和触觉反馈对操作精度和负荷的 Individual 效果。结果表明，3D MR 视觉和触觉反馈均改善了操作员在所考虑的空中遥操作交互任务中的操作精度。然而，飞行员经验仍是最重要的因素。