61、敏捷机器人操作中的人机协作

敏捷机器人操作中的人机协作

1 引言

在当今的机器人应用中，机器人系统需要参与各种多样化的任务场景，这就要求机器人能够灵活应对周围环境的变化。在所有应用中，尤其是在人员流动密集的环境中，人和机器人的安全是首要考虑的因素，这要求机器人能够充分了解周围环境，并确保其行动的有效性和安全性。这无疑给机器人系统带来了新的挑战，因为在密集环境中进行机器人运动规划本身就是一个巨大的难题。

在人机远程操作中，机器人通过特定的人机交互通道由人类操作员控制。这使得人类操作员能够引导机器人完成任务，但局限性在于，由于远程操作和任务操作的难度，人类操作难以应对具有复杂灵巧操作过程的复杂任务。在这种主从模式下，改进人机交互系统有助于更轻松地控制从机器人，但这还不够。当机器人系统接收到任务时，如果知识库能够为机器人提供一些通用的操作协议，机器人的传感器感知和运动生成可以辅助引导机器人按顺序执行动作原语来完成任务。

在机器人运动规划领域，当问题定义明确时，有强大的工具可以生成机器人运动。例如，用于移动基座运动规划的MoveBase，以及适用于更复杂机器人系统的Moveit、OpenRave和OMPL等。然而，在机器人具有高自由度的复杂场景和动态环境中，大多数软件规划器无法自行快速提供解决方案，或者提供的解决方案并非用户所期望的最优方案。因此，在机器人任务操作面临多样化挑战的情况下，利用人机远程操作指导现场辅助机器人运动规划和控制的想法变得既有趣又具有实际意义。

本文将从远程操作的角度出发，探讨以下技术及其集成方法，以提高机器人系统在无监督环境下处理各种任务的灵活性和效率：
1. 通过直接的人机远程操作改进人机界面。
2. 基于知识的机器人编程和动作生成。
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