场景编辑即遥操作：以6自由度套件装配为例的研究

机器人遥操作研究一直围绕动作规范展开——从连续的关节控制到离散的末端执行器位姿控制。然而，这些以机器人为中心的接口通常需要具备丰富机器人专业知识的熟练操作员。为使遥操作对非专家用户可用，我们提出“场景编辑即遥操作”（SEaT）框架，其关键思想是将传统的“以机器人为中心”的接口转变为“以场景为中心”的接口——用户无需控制机器人，而是通过操控真实物体的数字孪生来指定任务目标。因此，用户可在不具备任何机器人硬件专业知识的情况下执行遥操作。为实现该目标，我们采用了一种类别无关的场景补全算法，将真实工作空间（含未知物体）转换为可操作的虚拟场景表示，以及一种动作吸附算法，在生成机器人动作计划前对用户输入进行细化。为训练这些算法，我们程序化生成了大规模、多样化的套件装配数据集，其中包含模拟真实物体套件任务的对象-套件对。我们在仿真与真实系统中的实验表明，该框架提升了6自由度套件装配任务的效率与成功率。用户研究表明，与另一种以机器人为中心的接口相比，SEaT框架参与者获得了更高的任务成功率，且主观工作负荷更低。视频见 https://www.youtube.com/watch?v=-NdR3mkPbQQ 。