迈向具有类人动力学的遥操作：人类对弹性工具的使用

与刚性执行器相比，变刚度执行器在接触中承受的峰值力更低，因此对人机交互更安全。此外，它们可以在其弹性元件中储存能量并在随后释放，以实现类人的动态运动。然而，目前尚不清楚如何将它们集成到遥操作系统中，以便人类能够直观地控制它们。我们进行了一项实验，研究人类对弹性工具的使用，以确定带有弹性从动端的遥操作系统应如何设计。为此，我们让13名未受训参与者在不同刚度条件下使用弹性工具敲击，要求他们尝试找到前后摆动运动的最佳时机，以实现最强的冲击力。我们发现，参与者在几次试验后通常能高效地执行任务，并收敛到非常相似的解决方案。刚度对性能影响较小，介于2.3 Nm/rad和4.1 Nm/rad之间的刚度表现出最佳结果。我们得出结论，人类直观地知道如何高效地将弹性工具用于敲击类任务。这可能有助于控制带有弹性从动机械臂的遥操作系统执行诸如敲击等需要爆发性运动的任务。