南方科技大學(xué)機(jī)械與能源工程系本科生張成杰以D一作者身份在機(jī)器人國(guó)際期刊IEEE Robotics and Automation Letters發(fā)表了一篇題為“An Effective Head-Based HRI for 6D Robotic Grasping Using Mixed Reality”的文章。

該研究通過創(chuàng)新性地將頭部控制和混合現(xiàn)實(shí)反饋結(jié)合，設(shè)計(jì)出一套人機(jī)界面，以幫助雙臂殘疾者有效地抓取日常生活中的物體。

在日常生活中，雙臂殘疾者需要在無人照看的情況下抓取物體。為了滿足這一需求，一種具有潛力的思路是讓機(jī)器人協(xié)助或替代這些殘疾者去抓取目標(biāo)物體。其中一個(gè)重要問題是如何獲取人的抓取意圖，并讓機(jī)器人準(zhǔn)確理解和執(zhí)行。當(dāng)前，許多研究通過獲取人體生理信號(hào)（例如腦電、肌電等），控制機(jī)器人完成抓取任務(wù)。然而，由于人機(jī)界面信號(hào)的個(gè)體差異性和不穩(wěn)定性，使得其難以控制機(jī)械臂有效地抓取日常生活中密集擺放的、大小各異、包括透明和反光的物體。

該論文通過結(jié)合頭部控制和混合現(xiàn)實(shí)反饋，將人類的感知和決策能力引入到機(jī)器人抓取控制中，以提G機(jī)器人的抓取能力。操作者利用混合現(xiàn)實(shí)反饋能夠看到感知結(jié)果（物體點(diǎn)云）以及其與真實(shí)物體的偏差。在該反饋下，操作者能夠直觀利用頭部注視和轉(zhuǎn)動(dòng)來控制機(jī)械臂6D抓取位姿，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜物體抓取。

通過設(shè)計(jì)抓取實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行對(duì)比分析，證明了所提出的人機(jī)交互方法能更有效地抓取日常生活中的常見物體，并且具有對(duì)未知物體的抓取適應(yīng)性和較G的感知誤差容忍度。

張成杰為論文D一作者，機(jī)械與能源工程系教授付成龍為論文通訊作者。南科大是論文D一單位。該研究受到自然科學(xué)基金、深圳市科創(chuàng)委和廣東省大學(xué)生攀登計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。