In nuclear isotope and chemistry laboratories, hot cells and gloveboxes provide scientists with a controlled and safe environment to perform experiments. Working on experiments in these isolated containment cells requires scientists to be physically present. For hot cell work today, scientists manipulate equipment and radioactive material inside through a bilateral mechanical control mechanism. Motions produced outside the cell with the master control levers are mechanically transferred to the internal grippers inside the shielded containment cell. There is a growing need to have the capability to conduct experiments within these cells remotely. A simple method to enable remote manipulations within hot cell and glovebox cells is to mount two robotic arms inside a box to mimic the motions of human hands. An AR application was built in this work to allow a user wearing a Microsoft HoloLens 2 headset to teleoperate dual arm manipulators by grasping robotic end-effector digital replicas in AR from a remote location. In addition to the real-time replica of the physical robotic arms in AR, the application enables users to view a live video stream attached to the robotic arms and parse a 3D point cloud of 3D objects in their remote AR environment for better situational awareness. This work also provides users with virtual fixture to assist in manipulation and other teleoperation tasks.


翻译:在核同位素和化学实验室中,热细胞和手套箱为科学家提供了进行实验的受控和安全环境。在这些隔离的容器中进行实验需要科学家亲身在场。如今,热细胞工作需要通过一种双边机械控制机制来操作设备和放射性材料。由主控杆产生的运动通过机械传递至遮蔽环境体内的内部夹紧器。越来越需要具备在远程操作这些容器内进行实验的能力。一种简单的方法是在一个盒子里安装两个机械手臂来模拟人手的运动。在这项工作中,建立了一种增强现实应用程序,允许佩戴Microsoft HoloLens 2头戴式耳机的用户通过在远程位置从AR中抓取机器人末端执行器的数字副本来远程操纵双臂机械手。除了在AR中显示物理机器人手臂的实时副本之外,该应用程序还使用户能够查看连接到机器人手臂的实时视频流,并解析其远程AR环境中的3D对象点云,以获得更好的情境感知。这项工作还为用户提供了虚拟装置以协助操作和其他远程操作任务。

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