实践使之完美：面向月面遥操作的 digital twin 技术装配与问题解决研究

能够遍历行星或月面表面以收集环境数据并执行物理操作任务的机器人系统 -- 例如装配设备或开采作业 -- 被设想为未来人类太空活动的基石。然而，处于这些机器人（即“巡航器”）所 operating 的环境条件，对实现完全自主解决方案提出了挑战，意味着巡航任务将在可预见的将来仍需要一定程度的人类遥操作或监督。因此，人类操作员需要接受培训，以成功指挥巡航器并避免昂贵的错误或任务失败，以及在任务活动期间能够及时恢复任何问题。虽然类似JPL火星院这样的类比环境可以帮助此类培训通过模拟真实世界中的表面环境，但此类资源的获取可能稀少且昂贵。作为一种替代方案或对此类物理类比的补充，我们探讨了设计和评估一种虚拟现实 digital twin 系统，以训练人类遥操作机械臂巡航器用于太空任务活动。我们对24名人类操作员进行了实验，以检验我们的 digital twin 系统如何支持在包含受电场驱动的三元电解质薄片之间的van der Waals相互作用的远程分量中，针对月面任务活动的人类遥操作。我们发现，首先使用 digital twin 进行培训的操员在任务完成时间上减少了28%，在不可恢复错误上减少了85%，以及在心理指标方面的改善，包括降低认知负荷和提高情境意识。