Teleoperation is a widely adopted strategy to control robotic manipulators executing complex tasks that require highly dexterous movements and critical high-level intelligence. Classical teleoperation schemes are based on either joystick control, or on more intuitive interfaces which map directly the user arm motions into one robot arm's motions. These approaches have limits when the execution of a given task requires reconfigurable multiple robotic arm systems. Indeed, the simultaneous teleoperation of two or more robot arms could extend the workspace of the manipulation cell, or increase its total payload, or afford other advantages. In different phases of a reconfigurable multi-arm system, each robot could act as an independent arm, or as one of a pair of cooperating arms, or as one of the fingers of a virtual, large robot hand. This manuscript proposes a novel telemanipulation framework that enables both the individual and combined control of any number of robotic arms. Thanks to the designed control architecture, the human operator can intuitively choose the proposed control modalities and the manipulators that make the task convenient to execute through the user interface. Moreover, through the tele-impedance paradigm, the system can address complex tasks that require physical interaction by letting the robot mimic the arm impedance and position references of the human operator. The proposed framework is validated with 8 subjects controlling 4 Franka Emika Panda robots with 7-DoFs to execute a telemanipulation task. Qualitative results of the experiments show us the promising applicability of our framework.


翻译:远程操作是一种广泛采用的战略,用于控制机器人操纵者执行复杂任务,这些复杂任务需要高度伸缩的移动和重要的高级情报。经典远程操作计划的基础要么是操纵棒控制,要么是直接将用户手臂运动映射成一个机器人臂运动的更直观的界面。当执行某项任务需要重新配置多个机器人臂系统时,这些方法具有局限性。事实上,两个或两个以上机器人臂同时进行远程操作可以扩展操纵器的操作空间,或者增加其总有效载荷,或者提供其他优势。在可重新配置的多武器系统的不同阶段,每个机器人都可以作为独立的手臂或一对合作武器,或者作为虚拟、大型机器人手的手指之一。这一手稿提出了一个新的远程操纵框架,使任何数量的机器人能够进行个人和合并控制。由于设计控制架构,人类操作员可以不自觉选择拟议的控制模式和操控器,从而便于通过用户界面执行任务。此外,通过远程隐蔽的套件模式,每个机器人可以作为一对机械操作器的双臂,或者作为一对一对一对一对一对一对一对一对一对一的手的双手。这个操作操作器操作者进行操作者进行控制。这个操作的操作框架,通过远程操作框架需要的操作,通过远程控制一个机的操作器的操作程序,而需要对机的操作操作者将一个对机的操作器的操作器的操作器的操作器的操作程序,通过一个对机的操作器的操作器的操作进行操作进行操作。通过远程操作器的操作框架需要对一个对一个对操作进行操作。

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