Shared Telemanipulation with VR controllers in an anti slosh scenario

要約

遠隔操作は、人間の知能とロボットの機能を組み合わせて、遠隔でタスクを実行する有望なテクノロジーとなっています。
ただし、透明性が不十分、没入感が低い、人間のオペレーターへのフィードバックが限られているなど、いくつかの課題に直面しています。
さらに、触覚インターフェースのコストが高いことは、私たちの研究が焦点を当てている高齢者ケアを含むさまざまな分野での遠隔操作の応用にとって大きな制限となっています。
これらの課題に対処するために、この論文では、目的関数に複数の制御目標を含む、低コストの仮想現実コントローラを使用した遠隔操作のための非線形モデル予測制御の使用を提案します。
このフレームワークは、人間の入力予測用のモデルと、ロボットと環境のタスク関連モデルを利用します。
提案されたフレームワークは、液体をこぼさずに扱うシナリオで UR5e ロボット アームで検証されます。
注入支援や衝突回避などのフレームワークのさらなる拡張機能を簡単に組み込むことができます。

要約(オリジナル)

Telemanipulation has become a promising technology that combines human intelligence with robotic capabilities to perform tasks remotely. However, it faces several challenges such as insufficient transparency, low immersion, and limited feedback to the human operator. Moreover, the high cost of haptic interfaces is a major limitation for the application of telemanipulation in various fields, including elder care, where our research is focused. To address these challenges, this paper proposes the usage of nonlinear model predictive control for telemanipulation using low-cost virtual reality controllers, including multiple control goals in the objective function. The framework utilizes models for human input prediction and taskrelated models of the robot and the environment. The proposed framework is validated on an UR5e robot arm in the scenario of handling liquid without spilling. Further extensions of the framework such as pouring assistance and collision avoidance can easily be included.

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