意大利理工學(xué)院（IIT）的研究人員正致力于通過(guò)自適應(yīng)界面革新人機(jī)協(xié)作方式，旨在實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的實(shí)時(shí)調(diào)整及與人類(lèi)的安全、流暢互動(dòng)。

研究核心包括：

人機(jī)協(xié)作的歷史悠久，但隨著機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展，這種合作正變得日益平等。西林圖納和厄茲達(dá)馬爾引領(lǐng)這一變革，探索機(jī)器人在物品搬運(yùn)等任務(wù)中如何有效與人類(lèi)協(xié)同。

新挑戰(zhàn)與解決方案

IIT長(zhǎng)期致力于人機(jī)協(xié)作研究，從輔助鉆孔到遞送咖啡，展示了機(jī)器人的多功能性。西林圖納和厄茲達(dá)馬爾開(kāi)發(fā)的ACI框架，結(jié)合觸覺(jué)反饋與動(dòng)作捕捉，使機(jī)器人能靈活調(diào)整，更好地配合人類(lèi)。他們的研究還探討了人類(lèi)與多個(gè)機(jī)器人使用柔性繩索搬運(yùn)大型物體的場(chǎng)景，以及物體形變對(duì)協(xié)作方式的影響。

為何選擇Xsens

西林圖納和厄茲達(dá)馬爾選擇Xsens運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)，因其能提供精確、連續(xù)的數(shù)據(jù)，且成本效益高，非常適合實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。Xsens的數(shù)據(jù)連續(xù)性對(duì)于人機(jī)緊密協(xié)作至關(guān)重要，相比光學(xué)傳感器，它避免了位置跳變，保證了框架性能。

人類(lèi)意圖解讀

研究團(tuán)隊(duì)利用Xsens提供的詳細(xì)運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)，對(duì)靜止、推拉等動(dòng)作進(jìn)行分類(lèi)，并通過(guò)訓(xùn)練，在三個(gè)月內(nèi)實(shí)現(xiàn)了98%的人類(lèi)動(dòng)作預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率。他們還開(kāi)發(fā)算法，通過(guò)分析身體姿態(tài)預(yù)測(cè)旋轉(zhuǎn)意圖，旨在創(chuàng)造能在搬運(yùn)中輔助轉(zhuǎn)向的機(jī)器人。

研究成果

采用ACI的機(jī)器人能更精確地執(zhí)行任務(wù)，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)人類(lèi)動(dòng)作，并根據(jù)微小數(shù)據(jù)調(diào)整行為。在搬運(yùn)不同形變物體的實(shí)驗(yàn)中，參與者完成任務(wù)更快、更省力、效率更高。在雙機(jī)器人協(xié)助單人使用繩索搬運(yùn)大件物品的研究中，ACI機(jī)器人響應(yīng)更快、動(dòng)作調(diào)整更佳，減少了人力需求。

未來(lái)展望與挑戰(zhàn)

西林圖納和厄茲達(dá)馬爾預(yù)見(jiàn)，他們的研究將支持醫(yī)療、應(yīng)急響應(yīng)和家庭輔助等領(lǐng)域，使機(jī)器人在公共場(chǎng)所和工作場(chǎng)所更加普及。然而，實(shí)現(xiàn)這一愿景需克服人機(jī)合作中的安全問(wèn)題，特別是人類(lèi)行為的不確定性。盡管機(jī)器人已配備扭矩限制和軟關(guān)節(jié)，避免對(duì)意外沖擊做出過(guò)度反應(yīng)，但人類(lèi)行為的不可預(yù)測(cè)性仍是主要挑戰(zhàn)。

西林圖納和厄茲達(dá)馬爾的工作為構(gòu)建能與人類(lèi)安全、直觀合作的機(jī)器人奠定了基礎(chǔ)，向機(jī)器人無(wú)縫融入人類(lèi)日常生活的未來(lái)邁進(jìn)了一步。