基于身体倾斜的沉浸式遥现机器人控制

在本文中，我们展示了一种基于倾斜（leaning-based）的差速驱动遥现机器人控制实现以及一项仿真中的用户研究，目标是将相同功能移植到真实遥现机器人上。参与者使用平衡板控制机器人，并通过头戴式显示器观看虚拟环境。使用平衡板作为控制设备的主要动机源于虚拟现实（VR）眩晕症；即便自身身体的微小运动与屏幕上所见运动相匹配，也能减少视觉与前庭器官之间的感觉冲突，而这正是大多数关于 VR 眩晕症发生机制理论的核心。为检验“平衡板作为控制方法比使用操纵杆更少引起眩晕”的假设，我们设计了一项用户研究（N=32，15 名女性），参与者在虚拟环境中使用任天堂 Wii 平衡板或操纵杆驾驶模拟差速驱动机器人。然而，我们预先注册的主要假设未得到支持；操纵杆引起的 VR 眩晕并不比平衡板更多，且平衡板在主观与客观上均被证明使用难度统计显著更高。对开放式问题的分析显示这些结果可能相关，即使用难度似乎影响了眩晕程度；即便测试前有无限制的训练时间，其易用性仍不及熟悉的操纵杆。因此，使平衡板更易使用是发挥其潜力的关键；我们提出了朝此目标努力的若干可能性。