Feedback and Control of Dynamics and Robotics using Augmented Reality

要約

ヒューマン マシン インタラクション (HMI) およびヒューマン ロボット インタラクション (HRI) は、実験室および現場での構造モニタリングおよび構造ダイナミクス テストを支援します。
振動実験では、振動を生成する 1 つのモードは、電気力学的励振器を使用することです。
手動制御は、オペレータが励磁機の入力を設定する一般的な方法です。
これらの生成された振動に対する構造応答を測定するために、センサーが構造に取り付けられています。
これらのセンサーは、オンザフライ制御を必要とする耐久性の高い反復可能なロボットによって展開できます。
オペレーターとコントロール間のインターフェースが強化された場合、オペレーターは実験、励起レベルを視覚化し、関心のある領域をよりよく認識してロボット入力を定義できます。
ロボットのインテリジェントなオンザフライ制御が次の場合、ロボットは人間により良い支援を提供できます。(1) 定量化され、人間に提示されます。
(2) データによって通知された人間のフィードバックのためにリアルタイムで実施されます。
新しいインターフェイスによって提供される情報は、リアルタイム パラメータの理解に基づいて制御入力を変更するために使用されます。
この研究では、拡張現実 (AR) アプリケーションを使用して、人間にセンサー フィードバックを提供し、アクチュエータとロボットを制御することを提案しています。
この方法は、オペレーターが新しいリアルタイム インターフェースの支援を受けて状況を調整しながら構造の認識を維持できるようにすることで、認識を改善します。
振動発生のための電圧、周波数、および持続時間の制御に加えて、センサー データをプロットする 1 つのインターフェイス アプリケーションが開発されています。
同様のフレームワークの下で、さらに 2 つのアプリケーションが開発されています。
この論文では、新しい制御ループの提案モデルを提示し、制御入力の時間遅延とユーザー効率を測定することにより、新しいアプローチを従来の方法と比較します。

要約(オリジナル)

Human-machine interaction (HMI) and human-robot interaction (HRI) can assist structural monitoring and structural dynamics testing in the laboratory and field. In vibratory experimentation, one mode of generating vibration is to use electrodynamic exciters. Manual control is a common way of setting the input of the exciter by the operator. To measure the structural responses to these generated vibrations sensors are attached to the structure. These sensors can be deployed by repeatable robots with high endurance, which require on-the-fly control. If the interface between operators and the controls was augmented, then operators can visualize the experiments, exciter levels, and define robot input with a better awareness of the area of interest. Robots can provide better aid to humans if intelligent on-the-fly control of the robot is: (1) quantified and presented to the human; (2) conducted in real-time for human feedback informed by data. Information provided by the new interface would be used to change the control input based on their understanding of real-time parameters. This research proposes using Augmented Reality (AR) applications to provide humans with sensor feedback and control of actuators and robots. This method improves cognition by allowing the operator to maintain awareness of structures while adjusting conditions accordingly with the assistance of the new real-time interface. One interface application is developed to plot sensor data in addition to voltage, frequency, and duration controls for vibration generation. Two more applications are developed under similar framework, one to control the position of a mediating robot and one to control the frequency of the robot movement. This paper presents the proposed model for the new control loop and then compares the new approach with a traditional method by measuring time delay in control input and user efficiency.

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