Augmented Reality Remote Operation of Dual Arm Manipulators in Hot Boxes

要約

核同位体と化学の実験室では、ホットセルとグローブボックスが科学者に制御された安全な実験環境を提供します。
これらの隔離された収容セルで実験を行うには、科学者が物理的に存在する必要があります。
今日のホットセル研究では、科学者は、双方向の機械的制御メカニズムを介して内部の機器と放射性物質を操作します。
マスターコントロールレバーを使用してセルの外で生成された動きは、シールドされた収容セル内の内部グリッパーに機械的に伝達されます。
これらのセル内でリモートで実験を行う機能を持つ必要性が高まっています。
ホット セルとグローブ ボックス セル内のリモート操作を有効にする簡単な方法は、ボックス内に 2 つのロボット アームを取り付けて、人間の手の動きを模倣することです。
この作業では AR アプリケーションが構築され、Microsoft HoloLens 2 ヘッドセットを装着したユーザーが、離れた場所から AR でロボット エンドエフェクターのデジタル レプリカをつかむことで、デュアル アーム マニピュレーターを遠隔操作できるようになりました。
AR での物理的なロボット アームのリアルタイム レプリカに加えて、このアプリケーションを使用すると、ユーザーはロボット アームに接続されたライブ ビデオ ストリームを表示し、リモート AR 環境で 3D オブジェクトの 3D ポイント クラウドを解析して、状況認識を向上させることができます。
この作業は、操作やその他の遠隔操作タスクを支援する仮想フィクスチャもユーザーに提供します。

要約(オリジナル)

In nuclear isotope and chemistry laboratories, hot cells and gloveboxes provide scientists with a controlled and safe environment to perform experiments. Working on experiments in these isolated containment cells requires scientists to be physically present. For hot cell work today, scientists manipulate equipment and radioactive material inside through a bilateral mechanical control mechanism. Motions produced outside the cell with the master control levers are mechanically transferred to the internal grippers inside the shielded containment cell. There is a growing need to have the capability to conduct experiments within these cells remotely. A simple method to enable remote manipulations within hot cell and glovebox cells is to mount two robotic arms inside a box to mimic the motions of human hands. An AR application was built in this work to allow a user wearing a Microsoft HoloLens 2 headset to teleoperate dual arm manipulators by grasping robotic end-effector digital replicas in AR from a remote location. In addition to the real-time replica of the physical robotic arms in AR, the application enables users to view a live video stream attached to the robotic arms and parse a 3D point cloud of 3D objects in their remote AR environment for better situational awareness. This work also provides users with virtual fixture to assist in manipulation and other teleoperation tasks.

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