喬治亞大學(xué)的研究人員開發(fā)了一個新的虛擬現(xiàn)實（VR）空間，以幫助人類與機器人一起工作的人員更高效、更有效地進行培訓(xùn)。

與機器人一起工作是回收行業(yè)日益普遍的現(xiàn)象，它有助于任務(wù)自動化和簡化復(fù)雜的工作，例如拆卸。這對于從即將結(jié)束其使用壽命的電子產(chǎn)品中回收零件和有價值的材料至關(guān)重要。然而，拆卸任務(wù)本身也帶來了自己的挑戰(zhàn)，VR 可以幫助這個行業(yè)的工人進行培訓(xùn)。

“與組裝相比，組裝有非常標(biāo)準(zhǔn)的流程，而拆卸則稍微復(fù)雜一些，”該研究的主要作者、UGA 工程學(xué)院副教授李北文說。“如果我們只是簡單地逆轉(zhuǎn)整個組裝流程，可能效果不會很好。”

研究人員開發(fā)了 VR Co-Lab 來幫助減少困惑。通過數(shù)字化培訓(xùn)員工，使他們能夠在不損壞材料的情況下練習(xí)拆卸可回收物品，并學(xué)習(xí)如何避免與機器人受傷和碰撞。

在這項研究中，用戶在一個虛擬空間中借助機器人幫助拆卸硬盤。虛擬工作站與實際工作中的工作站相似，包括拆卸所需的各種工具和機械，以及機器人助手。

在培訓(xùn)過程中，工人遵循拆卸硬盤的逐步程序。人類用戶處理更精確的任務(wù)，例如擰螺絲或撿起和放置小螺絲釘，而機器人手臂管理大螺絲釘和松散物品。該程序還向用戶提供反饋，測量完成會話所需的時間和犯錯的次數(shù)。

“有很多任務(wù)。它需要復(fù)雜的工人培訓(xùn)，通常，”李說。“所以，如果我們有一個 VR 系統(tǒng)，那將非常有幫助地縮短培訓(xùn)時間。這比讓用戶閱讀成百上千頁的書面文件要容易得多?！?/p>

VR 合作實驗室利用 Meta Quest Pro，該設(shè)備使用其攝像頭跟蹤手腕、肘部、肩膀和軀干的上身運動。這使得程序能夠根據(jù)用戶的動作規(guī)劃機器人的運動，防止碰撞并增強人與機器人之間的互動。

該程序在教用戶如何避免它們的同時，也警告可能導(dǎo)致受傷的潛在危險，例如與機械臂的碰撞。該系統(tǒng)還可以用來確定機械臂在不使員工不堪重負(fù)的情況下可以多快地操作。

李和他的團隊計劃在未來進行更全面的用戶測試，以確保該系統(tǒng)對各種技能水平都有用，并且適用于拆卸硬盤以外的任務(wù)。隨著機器人的使用變得越來越普遍，改進培訓(xùn)過程將非常重要。

“機器人對于未來回收行業(yè)非常重要，因為它們可以自動完成很多拆卸步驟。這將有助于緩解勞動力短缺，”李說?！耙驗椴鹦斗浅?fù)雜，它需要人與機器人一起工作。這就是我們開發(fā)這個 VR 系統(tǒng)進行培訓(xùn)的基本動機?！?/p>

該研究發(fā)表在《Machines》雜志上，并由美國國家科學(xué)基金會提供資助。愛荷華州立大學(xué)的 Yashwanth Maddipatla 與德克薩斯 A&M 大學(xué)的 Xiao Liang、Sibo Tian 和 Minghui Zheng 共同撰寫了該研究。