NuExo: A Wearable Exoskeleton Covering all Upper Limb ROM for Outdoor Data Collection and Teleoperation of Humanoid Robots

要約

モーションキャプチャとテレオ操作からロボットスキル学習への進化は、具体化された知性を進めるためのホットスポットと重要な経路として浮上しています。
ただし、既存のシステムは、延長期間にわたる完全な上肢の動きの正確な追跡（精度）、人間の生体力学（快適性）への人間工学的適応（快適性）、汎用性のあるデータ収集（力データなど）、およびヒューマノイドロボット（汎用性）との適合性、および屋外での日常の使用のための軽量設計（Contune）の4つの目的を達成するという同時に、依然として持続的なギャップに直面しています。
このギャップを埋めるために、ユーザーフレンドリーな没入型のテレオ操作とマルチモーダルセンシングコレクションを組み込んだウェアラブルエキソ販売システムを紹介します。
同期されたリンケージとタイミングベルト伝送を備えた新しい肩のメカニズムの特徴により、このシステムは複合肩の動きに適応し、自然な上肢の動き範囲を100％カバーすることができます。
5.2 kgの重量のNuexoは、バックパックタイプの使用をサポートしており、毎日の屋外シナリオに便利に適用できます。
さらに、さまざまなヒューマノイドロボットのマルチモーダルセンシングを統合する統合された直感的なテレオ操作フレームワークと包括的なデータ収集システムを開発します。
異なるヒューマノイドプラットフォームとさまざまなユーザーの実験は、動的なシナリオでのデータ収集と遠隔操作の精度の安定性を確認しながら、モーション範囲と柔軟性における外骨格の優位性を検証します。

要約(オリジナル)

The evolution from motion capture and teleoperation to robot skill learning has emerged as a hotspot and critical pathway for advancing embodied intelligence. However, existing systems still face a persistent gap in simultaneously achieving four objectives: accurate tracking of full upper limb movements over extended durations (Accuracy), ergonomic adaptation to human biomechanics (Comfort), versatile data collection (e.g., force data) and compatibility with humanoid robots (Versatility), and lightweight design for outdoor daily use (Convenience). We present a wearable exoskeleton system, incorporating user-friendly immersive teleoperation and multi-modal sensing collection to bridge this gap. Due to the features of a novel shoulder mechanism with synchronized linkage and timing belt transmission, this system can adapt well to compound shoulder movements and replicate 100% coverage of natural upper limb motion ranges. Weighing 5.2 kg, NuExo supports backpack-type use and can be conveniently applied in daily outdoor scenarios. Furthermore, we develop a unified intuitive teleoperation framework and a comprehensive data collection system integrating multi-modal sensing for various humanoid robots. Experiments across distinct humanoid platforms and different users validate our exoskeleton’s superiority in motion range and flexibility, while confirming its stability in data collection and teleoperation accuracy in dynamic scenarios.

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