想象一下,驾驶一架无人机时,只使用躯干的运动,而不用头部四处张望,就像一只鸟一样。EPFL的研究刚刚表明,使用躯干驾驶飞行器确实比使用由来已久的操纵杆更有沉浸感,也更有效。研究结果发表在今天的杂志上PNAS.
“我们的目标是设计一种容易学习的控制方法,因此需要用户较少的精神注意力,这样他们就可以专注于更重要的问题,如搜索和救援,”由贝尔塔雷利基金会主席Silvestro Micera领导的EPFL转化神经工程实验室的主要作者Jenifer Miehlbradt说。“使用你的躯干真的会给你一种你真的在飞的感觉。另一方面,操纵杆的设计很简单,但掌握其精确控制远处物体的功能是一种挑战。”
科学家们想观察人们如何用身体操纵飞行物体,在这个例子中是一架无人机,并确定哪些动作是最直观和自然的——从一个全新的角度来解决飞行员的问题。
他们首先监测了17个人的身体运动,这要归功于放置在上半身的19个标记以及他们的肌肉活动。每个参与者都跟随一架虚拟无人机的动作,通过虚拟现实眼镜观看经过的模拟景观。
运动模式出现了,科学家们迅速建立了驾驶无人机的躯干相关策略:他们发现,只需要4个位于躯干上的标记,就可以有效地驾驶飞行模拟器和真正的无人机通过一个障碍回路。
总的来说,科学家们比较了39个人的躯干控制策略和操纵杆控制策略。他们发现,躯干无人机控制在精度、可靠性和最少的训练时间方面优于操纵杆控制。
同样在意大利圣安娜生物医学工程学院工作的Micera说:“数据分析让我们开发了一种非常简单和直观的方法,这种方法也可以用于其他人群、机器和操作。”他补充说:“这种方法显著提高了具有非人类机械属性的机器人的远程操作能力。”
而PNAS研究结果提供了一种全新的、完全沉浸式的驾驶策略,专注于描述相关躯干参数,让头部、四肢、手和脚自由执行其他动作,他们的概念验证系统仍然需要身体标记和外部运动探测器才能工作。
下一步是使躯干策略完全可穿戴,以驾驶飞行物体。它的应用范围很广,从飞行模拟器到驾驶无人机,甚至可能是未来的飞机。一种服装,实现躯干战略到无人机控制没有外部运动探测器在EPFL开发基于PNAS发现。
了下:操纵杆,运动控制•电机控制,虚拟现实