第四百零二章 仿生同步機械臂
更新時間:2019-11-27 作者:止天戈
軍工科技 第四百零二章 仿生同步機械臂
當然了，這項技術的難度也非常高的。而且這還不只是一項技術，它涉及到了很多領域，從信息控制系統，到硬件系統，再到整個電傳控制系統，非常的復雜。 而其中最難得或者說最為核心的一個是電傳控制系統，另一個則就是信息控制系統。 簡單來說就是將人手臂運動的數據同步傳輸到機械臂上面，這樣人就可以如同使用手臂一樣來靈活操控機械臂了。 原理很簡單，但實際技術上卻很復雜。首先是對于人體手臂運動信息采集方面的技術，這項技術要求穿戴在身體上面的傳感器能夠準確的捕捉這項手臂的運動信號。 而關于這方面，目前總共有三種主流的解決方案。 第一種是采用腦電波控制方案，也就是近來大火的腦機控制技術，實際上也就是利用思維想象所產生的腦電波來控制相關機械手的運動。 我們人在想象一件事情或者說一個畫面一個物體的時候，所釋放出來的腦電波是不相同的。而腦機控制技術，就是利用我們人這些不同的腦電波來對設備進行控制。 比如你大腦想象一個向前運動的想法后，大腦會釋放這樣一種腦電波。腦機系統會識別這種腦電波然后轉換成相應的電信號指令，來控制設備進行向前運動。 目前這項技術已經運用到一些領域，其中就有為高位截癱患者所打造的這種腦機控制輪椅。患者可以通過大腦控制輪椅進行運動停止等等。 還有就是利用這種腦機控制技術，來進行文字的相關輸入。據稱輸入速度能達到每分鐘70個字，可以說十分的迅速。 目前一些科技企業則就是想利用這方面的腦機控制技術來研制相關的仿生機械臂（義肢），使得那些身患殘疾的人也能利用這種仿生機械義肢獲得相應的運動操作能力。 雖然這方面的進度比較緩慢，但還是有不少企業已經研發出來了相關仿生機械義肢的雛形了。盡管這距離實用還有很長的路要走，但最重要的一步已經邁開了，今后只需要不斷的發展進步就可以了。 第二種解決方案呢，則是運用傳感器記錄肢體運動軌跡來進行操作控制。 我們每個人肢體，例如手臂手指運動在三維立體空間中都是有軌跡位移的。而這一種解決方案則是利用穿戴在手上的相關傳感器來記錄這些軌跡位移動作，然后同步到機械臂上，實現機械臂和人手臂同步運動。 而第三種技術呢，是一種利用肌電信號來實時控制機械手的運動的仿生控制技術。 采集人體上肢在垂直面上做屈伸運動時的肌肉的肌電信號及關節角度信號，將經過處理的肌電信號和時間信號輸入到一個神經網絡預測器來預測關節角度。 將預測的關節角度作為虛擬機械手的控制信號，控制機械手做與人相同的運動。 試驗結果顯示，機械手的運動軌跡與人的上肢肘關節角軌跡的最大均方差小于2°，且具有很強的相關性，實現了肌電信號控制機械手的運動。 只不過這項技術目前還是不夠成熟，其主要的問題是對于這些機電信號的捕捉不夠精準，而且很容易受到人體生物電和表面靜電的干擾。 所以目前使用最多，也是最好解決方案的就算第二套解決方案。事實上，關于這一套解決方案所提到的相關技術的研究，一直都屬于浩宇科技重點科研項目。 因為這項技術不僅關乎到他們的相關仿生同步機械臂的研發進展，也關系著他們馬上要發布的VR眼鏡的發售。所以關于這項技術的研發很早就開始，并且目前也已經有了不錯的成果。 在前面我們有提到關于VR眼鏡人機交互的幾種方式，除了目前大家所使用的控制手柄外，而這種遍布傳感器的穿戴式手套也成為很多VR廠商研究的重點領域。 有了這款可穿戴式控制手套，VR眼鏡用戶就可以實現很多功能的控制。甚至可以體驗用手去抓取面前的物體，或者是撫摸面前的物體等等，體驗之前一些交互設備無法體驗的功能感受。 而自動化機械技術研究實驗室樣團隊則就是想利用這套已經初步研發成功的技術成果，來控制機械臂。 其實兩者原理基本一樣，只不過用于VR眼睛設備上面的穿戴式手套是控制VR虛擬世界里面的虛擬肢體的。而在自動化機械技術研究實驗室這邊，則是運用這種可穿戴式手套來控制真實的機械手的。 只不過，這種現實操控機械手的技術難度遠比在虛擬世界中操控虛擬機械手的難度要高的多。 操控虛擬設備，相關的問題都可以利用程序進行修正補償。可是操控現實真正的機械手，這些全部都需要硬件和軟件的相互協同。 別的不說，就說這支機械手上面復雜的零部件，眾多傳感器，以及一些相關的指令集程序組等等，以及這些復雜設備之間的協調和統一，這就不是隨隨便便就能夠研發出來的。 再一個，這是一個復雜的系統性工程項目，所涉及的學科領域十分廣泛。雖然吳浩他們現在的科研力量在不斷加強，但他們的優勢還是在信息技術方面，在硬件技術尤其是基礎技術方面還是比較薄弱的。 而這就給整個研發團隊帶來了很多意想不到的困難，這其中有一些是可以用錢來解決的，但有一些是連用錢都沒法解決的。 所以在整個項目研發過程中，吳浩也一直在密切關注著，并親自投入到了相關的研發之中，幫助研發團隊解決了不少棘手問題。 還有一些也就只能和研發團隊成員們一起想辦法了，像是一些材料和零部件方面的問題。他們只能是一方面自己想辦法，另一方面則是向一些其它相關設備和零部件供應商求助。 甚至在一些材料和重要承重和承壓部件方面，他也向相關的軍工企業求助，希望他們能夠為他專門制造這方面的定制部件。 還好，有他這個編外專家的身份在，所以沒什么太大的問題。而且這種定制部件的價格比較高，這些企業也樂于接這些的私單。 軍工科技 第四百零二章 仿生同步機械臂
當然了，這項技術的難度也非常高的。而且這還不只是一項技術，它涉及到了很多領域，從信息控制系統，到硬件系統，再到整個電傳控制系統，非常的復雜。 而其中最難得或者說最為核心的一個是電傳控制系統，另一個則就是信息控制系統。 簡單來說就是將人手臂運動的數據同步傳輸到機械臂上面，這樣人就可以如同使用手臂一樣來靈活操控機械臂了。 原理很簡單，但實際技術上卻很復雜。首先是對于人體手臂運動信息采集方面的技術，這項技術要求穿戴在身體上面的傳感器能夠準確的捕捉這項手臂的運動信號。 而關于這方面，目前總共有三種主流的解決方案。 第一種是采用腦電波控制方案，也就是近來大火的腦機控制技術，實際上也就是利用思維想象所產生的腦電波來控制相關機械手的運動。 我們人在想象一件事情或者說一個畫面一個物體的時候，所釋放出來的腦電波是不相同的。而腦機控制技術，就是利用我們人這些不同的腦電波來對設備進行控制。 比如你大腦想象一個向前運動的想法后，大腦會釋放這樣一種腦電波。腦機系統會識別這種腦電波然后轉換成相應的電信號指令，來控制設備進行向前運動。 目前這項技術已經運用到一些領域，其中就有為高位截癱患者所打造的這種腦機控制輪椅。患者可以通過大腦控制輪椅進行運動停止等等。 還有就是利用這種腦機控制技術，來進行文字的相關輸入。據稱輸入速度能達到每分鐘70個字，可以說十分的迅速。 目前一些科技企業則就是想利用這方面的腦機控制技術來研制相關的仿生機械臂（義肢），使得那些身患殘疾的人也能利用這種仿生機械義肢獲得相應的運動操作能力。 雖然這方面的進度比較緩慢，但還是有不少企業已經研發出來了相關仿生機械義肢的雛形了。盡管這距離實用還有很長的路要走，但最重要的一步已經邁開了，今后只需要不斷的發展進步就可以了。 第二種解決方案呢，則是運用傳感器記錄肢體運動軌跡來進行操作控制。 我們每個人肢體，例如手臂手指運動在三維立體空間中都是有軌跡位移的。而這一種解決方案則是利用穿戴在手上的相關傳感器來記錄這些軌跡位移動作，然后同步到機械臂上，實現機械臂和人手臂同步運動。 而第三種技術呢，是一種利用肌電信號來實時控制機械手的運動的仿生控制技術。 采集人體上肢在垂直面上做屈伸運動時的肌肉的肌電信號及關節角度信號，將經過處理的肌電信號和時間信號輸入到一個神經網絡預測器來預測關節角度。 將預測的關節角度作為虛擬機械手的控制信號，控制機械手做與人相同的運動。 試驗結果顯示，機械手的運動軌跡與人的上肢肘關節角軌跡的最大均方差小于2°，且具有很強的相關性，實現了肌電信號控制機械手的運動。 只不過這項技術目前還是不夠成熟，其主要的問題是對于這些機電信號的捕捉不夠精準，而且很容易受到人體生物電和表面靜電的干擾。 所以目前使用最多，也是最好解決方案的就算第二套解決方案。事實上，關于這一套解決方案所提到的相關技術的研究，一直都屬于浩宇科技重點科研項目。 因為這項技術不僅關乎到他們的相關仿生同步機械臂的研發進展，也關系著他們馬上要發布的VR眼鏡的發售。所以關于這項技術的研發很早就開始，并且目前也已經有了不錯的成果。 在前面我們有提到關于VR眼鏡人機交互的幾種方式，除了目前大家所使用的控制手柄外，而這種遍布傳感器的穿戴式手套也成為很多VR廠商研究的重點領域。 有了這款可穿戴式控制手套，VR眼鏡用戶就可以實現很多功能的控制。甚至可以體驗用手去抓取面前的物體，或者是撫摸面前的物體等等，體驗之前一些交互設備無法體驗的功能感受。 而自動化機械技術研究實驗室樣團隊則就是想利用這套已經初步研發成功的技術成果，來控制機械臂。 其實兩者原理基本一樣，只不過用于VR眼睛設備上面的穿戴式手套是控制VR虛擬世界里面的虛擬肢體的。而在自動化機械技術研究實驗室這邊，則是運用這種可穿戴式手套來控制真實的機械手的。 只不過，這種現實操控機械手的技術難度遠比在虛擬世界中操控虛擬機械手的難度要高的多。 操控虛擬設備，相關的問題都可以利用程序進行修正補償。可是操控現實真正的機械手，這些全部都需要硬件和軟件的相互協同。 別的不說，就說這支機械手上面復雜的零部件，眾多傳感器，以及一些相關的指令集程序組等等，以及這些復雜設備之間的協調和統一，這就不是隨隨便便就能夠研發出來的。 再一個，這是一個復雜的系統性工程項目，所涉及的學科領域十分廣泛。雖然吳浩他們現在的科研力量在不斷加強，但他們的優勢還是在信息技術方面，在硬件技術尤其是基礎技術方面還是比較薄弱的。 而這就給整個研發團隊帶來了很多意想不到的困難，這其中有一些是可以用錢來解決的，但有一些是連用錢都沒法解決的。 所以在整個項目研發過程中，吳浩也一直在密切關注著，并親自投入到了相關的研發之中，幫助研發團隊解決了不少棘手問題。 還有一些也就只能和研發團隊成員們一起想辦法了，像是一些材料和零部件方面的問題。他們只能是一方面自己想辦法，另一方面則是向一些其它相關設備和零部件供應商求助。 甚至在一些材料和重要承重和承壓部件方面，他也向相關的軍工企業求助，希望他們能夠為他專門制造這方面的定制部件。 還好，有他這個編外專家的身份在，所以沒什么太大的問題。而且這種定制部件的價格比較高，這些企業也樂于接這些的私單。 軍工科技 第四百零二章 仿生同步機械臂
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