For humanoids to be deployed in demanding situations, such as search and rescue, highly intelligent decision making and proficient sensorimotor skill is expected. A promising solution is to leverage human prowess by interconnecting robot and human via teleoperation. Towards creating seamless operation, this paper presents a dynamic telelocomotion framework that synchronizes the gait of a human pilot with the walking of a bipedal robot. First, we introduce a method to generate a virtual human walking model from the stepping behavior of a human pilot which serves as a reference for the robot to walk. Second, the dynamics of the walking reference and robot walking are synchronized by applying forces to the human pilot and the robot to achieve dynamic similarity between the two systems. This enables the human pilot to continuously perceive and cancel any asynchrony between the walking reference and robot. A consistent step placement strategy for the robot is derived to maintain dynamic similarity through step transitions. Using our human-machine-interface, we demonstrate that the human pilot can achieve stable and synchronous teleoperation of a simulated robot through stepping-in-place, walking, and disturbance rejection experiments. This work provides a fundamental step towards transferring human intelligence and reflexes to humanoid robots.


翻译:对于在困难情况下部署人类类人件,例如搜索和救援、高度智能决策和精密感官模子技能等,人们可以期待一个有希望的解决办法。一个有希望的解决办法是通过远程操作将机器人和人类相互连接,从而发挥人类力量的杠杆作用。为了创造无缝的操作,本文件提出了一个动态的远程操作框架,使人类飞行员的步态与双足机器人的行走同步。首先,我们采用一种方法,从人类飞行员的踏脚行为中产生虚拟人类行走模型,作为机器人行走的参考。第二,行走参考资料和机器人行走的动态通过将各种力量应用到人类飞行员和机器人之间,从而实现两种系统之间的动态相似。这使得人类飞行员能够持续地感知和取消行走参考资料和机器人之间的任何无序状态。机器人的一致步位定位战略可以通过步态转换来保持动态相似性。我们人类飞行员使用人的机器接口,证明人类飞行员能够实现模拟机器人的平稳和同步远程操作,通过踏脚步位、行走和扰动式智能,从而把人类的机器人转换为一个基本的步步步态和抑制性机器人。

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机器人(英语:Robot)包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动运行任务的人造机器设备,用以取代或协助人类工作,一般会是机电设备,由计算机程序或是电子电路控制。

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