NimbRo Avatar：具备力反馈遥操作的交互式沉浸式远程呈现系统

机器人化身有望实现具有类人操作与通信能力的沉浸式遥操作。我们提出了这样一种化身系统，其基于沉浸式 3D 可视化与透明力反馈遥操作这两个关键组件。我们的化身机器人采用拟人化双臂构型并配备灵巧手。远程人类操作员通过基于外骨骼的操作员站驱动手臂与手指，该操作站可在腕部及每根手指处提供力反馈。机器人躯干安装于全向移动底盘上，可在典型室内场景中提供移动能力，并使用 3D 舵机设备进行控制。最后，机器人配备带有立体相机的 6 自由度可动头部，将图像流式传输至操作员佩戴的 VR HMD。运动延迟通过球面渲染加以隐藏。头部还搭载一个远程呈现屏幕，显示带有面部动画的操作员合成图像，从而支持与远端人员的直接交互。我们在一项由未经训练的操作员参与的用户研究以及一项更长时间、更复杂的综合任务中成功评估了我们的系统。我们讨论了从试验中获得的经验教训以及可能的改进方向。