Resource-constrained mobile robots that lack the capability to be completely autonomous can rely on a human or AI supervisor acting at a remote site (e.g., control station or cloud) for their control. Such a supervised autonomy or cloud-based control of a robot poses high networking and computing capabilities requirements at both sites, which are not easy to achieve. This paper introduces and analyzes a new analog twin framework by synchronizing mobility between two mobile robots, where one robot acts as an analog twin to the other robot. We devise a novel priority-based supervised bilateral teleoperation strategy for goal navigation tasks to validate the proposed framework. The practical implementation of a supervised control strategy on this framework entails a mobile robot system divided into a Master-Client scheme over a communication channel where the Client robot resides on the site of operation guided by the Master robot through an agent (human or AI) from a remote location. The Master robot controls the Client robot with its autonomous navigation algorithm, which reacts to the predictive force received from the Client robot. We analyze the proposed strategy in terms of network performance (throughput and delay), task performance (tracking error and goal reach accuracy), and computing efficiency (memory and CPU utilization). Extensive simulations and real-world experiments demonstrate the method's novelty, flexibility, and versatility in realizing reactive planning applications with remote computational offloading capabilities compared to conventional offloading schemes.


翻译:缺乏完全自主能力的受资源制约的流动机器人,可以依赖在远程站点(如控制站或云)操作的人或AI监督员控制机器人。这种对机器人的监管自主或云基控制在两个站点都提出了高度的联网和计算能力要求,这是不容易实现的。本文介绍并分析了一个新的模拟双框架,使两个移动机器人之间的移动同步,一个机器人作为另一个机器人的模拟双向运行。我们为目标导航任务设计了一个新的基于优先的、受监督的双边远程操作战略,以验证拟议框架。这个框架的监督控制战略的实际实施需要将移动机器人系统分为一个万能的通信频道,客户机器人通过远程站点的代理(人或AI)在主机器人指导下运作。主机机器人控制着客户的自动导航算法,这与从客户机器人那里收到的预测力发生反应。我们从网络性能(吞吐和延)、任务性业绩(跟踪错误和目标达到精确度)、任务性业绩(跟踪错误和目的达到目的)到通信频道的通向通信频道的通关计划。 高级机器人控制客户机控制着客户机的自动导航机器人及其自动导航算法,并用新方法进行超新式的计算。我们分析拟议的战略和移动式的模型,并演示到超新式的模型和移动式的计算。

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