智东西(公众号:zhidxcom)
编 | 伟鸿

导语:远程操纵的可穿戴机械手臂诞生,未来或可辅助残疾人进行复健运动。

智东西8月7日消息,东京的庆应义塾大学设计研究生院近日研发了一款名为Fusion的机器人背包,它由助理教授Yamen Saraij领导、联合东京大学共同研发,旨在探索人们如何通过机械来共同控制一个人的身体。尽管Saraij表示目前这款设备并不完善,但他认为这个设备在未来可以用于远程医疗和教学。

一、用VR远程控制机械臂

图中,与Saraij互动的两只细长机械臂实际上是由另一个人在远程控制的,另一名控制者需要佩戴Oculus Rift VR头盔,通过它,控制者可以和Saraij共享视野,并使用特殊的手持控制器来控制机械臂。Oculus Rift控制器上的不同按钮可实现不同的手指功能:操作员可以用一个按钮同时移动每个机器手的小指,中指和中指,而拇指和食指则由不同的按钮控制。Fusion更像是传统的机器人和可穿戴设备的融合:两条灵活的机械手臂通过背包依附在使用者身上,同时连接在背包上的摄像头给远程操纵者提供了良好的视野。

Saraiji与庆应义塾大学和东京大学的同事共同研发的这款机器人背包将在8月份温哥华举行的SIGGRAPH计算机图形与技术交互大会上展出,目前Fusion除了能做到握手、击掌等简单的动作外,还可以辅助使用者抓起各种物体以及协助操纵者完成各种动作。

日本年轻教授研发机械臂背包 可用VR远程控制

事实上,这不是Saraiji第一次研发依附在人身上的机器人:他和研究人员之前创造了一套名为MetaLimbs的可穿戴机械手臂,佩戴者用脚便可亲自控制该设备,而不需要其他操作者。然而,与他人共同控制自己的机械手臂则是一个完全不同的概念。Saraiji说:“下一步,我们想探索如果有另一个人能从某种意义上依附并控制你的身体,会发生什么?能否帮助人类进行一些更复杂的工作?”

二、机械臂的构造

这款机器人背包内配有一台负责远程传输数据的微型电脑,同时,它还连接了一台微型控制器,这样才能精确定位机械手臂的位置,并计算需要在机械关节上施加多少压力。每条机械手臂都与背包相连,手臂上的七个关节能确保它做出各种灵活的动作。同时,还有一个配有两个摄像机的头部与手臂相连,它能提供远程操作者清晰的视野,当操作者转动他们的头部时,摄像机也会做出相应的动作。这款可穿戴手臂由一个重达21磅的电池供电,可维持机械手臂工作长达一个半小时。

日本年轻教授研发机械臂背包 可用VR远程控制

三、机械臂的应用

Saraiji表示:“目前,这款设备仍处于测试阶段,但我们期望在未来将它应用与多种不同的场景中。例如,医生可以通过接触患者受损的身体以治疗他的肌肉并纠正他的运动,进一步了解患者的伤势。在工业方面,该技术可用于培训工厂的工人,在这些领域中,专家可以用机械臂教授技能,或者从摄像机中指导工人的工作。”

谈到开发这款机械臂的原因,Saraiji说道:“目前我们在使用远程通信工具进行指导时有一个很常见的问题——观点脱节(the disjointed point of view),这导致在远程协作时很难做到相互理解。之前有设备通过分享视角来解决这个问题,但现在我们想更进一步——分享一个人的躯体,让其他人可以真正依附在测试者身上,与他一起执行某项任务,因此我们才设计了这款背包。”

尽管Saraiji宣称Fusion机械手臂可用于辅助病人的康复治疗,但麻省理工学院的机器人科学家赫尔马诺·伊戈·克雷布斯(Hermano Igo Krebs)却认为,这个项目并不适用于康复训练。但他可以想象它在很多不同的情况下都很有用。例如,协助外太空的宇航员,或者是一个没有经验的医疗护理人员。

Saraiji和他的团队目前正不断改进这一机器背包,希望把这个项目变成真正造福于人的产品。在即将到来的温哥华SIGGRAPH计算机图形和技术互动会议上,Fusion将得到业内更多专家的关注,“如何将这一初具雏形的设计变为成熟的产品?”这是Saraiji的团队下一个重大的挑战。

原文来自:technologyreview、ACMSIGGRAPH

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