Human-machine interaction (HMI) and human-robot interaction (HRI) can assist structural monitoring and structural dynamics testing in the laboratory and field. In vibratory experimentation, one mode of generating vibration is to use electrodynamic exciters. Manual control is a common way of setting the input of the exciter by the operator. To measure the structural responses to these generated vibrations sensors are attached to the structure. These sensors can be deployed by repeatable robots with high endurance, which require on-the-fly control. If the interface between operators and the controls was augmented, then operators can visualize the experiments, exciter levels, and define robot input with a better awareness of the area of interest. Robots can provide better aid to humans if intelligent on-the-fly control of the robot is: (1) quantified and presented to the human; (2) conducted in real-time for human feedback informed by data. Information provided by the new interface would be used to change the control input based on their understanding of real-time parameters. This research proposes using Augmented Reality (AR) applications to provide humans with sensor feedback and control of actuators and robots. This method improves cognition by allowing the operator to maintain awareness of structures while adjusting conditions accordingly with the assistance of the new real-time interface. One interface application is developed to plot sensor data in addition to voltage, frequency, and duration controls for vibration generation. Two more applications are developed under similar framework, one to control the position of a mediating robot and one to control the frequency of the robot movement. This paper presents the proposed model for the new control loop and then compares the new approach with a traditional method by measuring time delay in control input and user efficiency.


翻译:人机交互和人机交互可以协助实验室和现场的结构监测和结构动力学测试。在振动试验中,使用电动势激振器是一种振动产生的方式。手动控制是操作者设置励振器输入的常见方式。为测量结构响应,必须将传感器安装在结构上。这些传感器可以由具有高耐久性的可重复机器人部署,这些机器人需要即时控制。如果增强操作者和控件之间的接口,则操作者可以在更好地了解感兴趣的区域的情况下可视化实验、励振器水平并定义机器人输入。如果智能的即时控制:(1)被量化并呈现给人员; (2)根据数据为人员提供反馈的实时进行。新接口提供的信息将用于根据其对实时参数的理解来更改控制输入。本研究提出使用增强现实(AR)应用程序向人类提供传感器反馈和执行器和机器人的控制。该方法通过允许操作员维持对结构的认识并根据新的实时界面的帮助相应地调整条件来改善认知。开发了一种界面应用程序,用于绘制传感器数据以及震动生成的电压、频率和持续时间控制的一组应用程序,这些应用程序采用类似的框架开发,其中一个用于控制中介机器人的位置,另一个用于控制机器人的频率移动。本文提出了新控制环的模型,然后通过测量控制输入的时间延迟和用户效率,将新方法与传统方法进行比较。

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