SwarmTouch: هدایت لمسی پهپادها بصورت گروهی

پژوهشگران در موسسه علوم و فناوری Skolkov روسیه یک رهیافت جدید برای بهبود تعامل بین انسان و گروه‌ ربات‌ها (swarm) معرفی کرده‌اند. این رهیافت که آن را لمس گروهی (SwarmTouch) نامیده‌اند، بصورت یک مقاله در پایگاه arXiv ارائه شده است. استفاده از این فناوری، انسان را بعنوان کاربر قادر می‌سازد با گروهی از پهپادهای نانو-چهارچرخنده (nano-quadrotor) ارتباط برقرار کند. بنابراین کاربر می‌‌تواند تغییرات جای گیری پهپادها نسبت به یکدیگر را رهبری کند. همزمان کاربر بازخورد لمسی حرکت را به شکل لرزش دریافت می‌کند. در ادامه در این‌باره در مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی بیشتر بخوانید.

یک کاربر در حال دستکاری شکل ظاهری گروهی از پهپادها با استفاده از SwarmTouch

پروفسور Dzmitry Tsetserukou سرپرست آزمایشگاه رباتیک فضایی هوشمند در Skoltech گفت: ما در زمینه گروه‌بندی پهپادها کار می‌کنیم. پژوهش‌های قبلی من در زمینه‌ی لامسه برای معرفی مرز جدیدی در برهمکنش‌های لمسی انسان – swarm بسیار مفید بود. در طول آزمایش‌هایمان با swarm متوجه شدیم که رابط‌های کاربری فعلی برای هدایت کردن swarm بسیار پر اشکال و غیرکاربردی هستند.

رابط کاربری جدید لرزشی

Tsetserukou و همکارانش در طول انجام پژوهش‌هایشان جهت بررسی رهیافت‌هایی تازه برای برهمکنش انسان-swarm، متوجه مشکلی جدی شدند. هیچ رابط کاربری برای به‌کارگیری گروهی از ربات‌ها و هدایت همزامان حرکات آن‌ها در دسترس نبود. در حال حاضر بیش‌تر swarm ها تنها مسیرهای از پیش تعیین شده را دنبال می‌کنند که پیش از شروع فعالیت ربات‌ها تنظیم شده‌اند.

رهیافت برهمکنش‌های انسان – swarm پیشنهاد شده توسط این پژوهشگران، ‌به یک کاربر انسانی اجازه می‌دهد تا بسادگی حرکات یک گروه از ربات‌های نانو-چهارچرخنده را هدایت کند. این امر با بررسی سرعت دست کاربر و تغییریافتن شکل ظاهری یا دینامیک swarm و با استفاده از پیوندهای درونی امپدانسی شبیه‌سازی شده بین ربات‌ها انجام می‌شود. در نتیجه می‌توان رفتارهای مشابه سامانه‌های زیستی در طبیعت را با swarm ها بازتولید نمود.  

سامانه طراحی شده شامل یک صفحه‌ی نمایش لمسی پوشیدنی است. این رابط الگوهای لرزشی را به انگشتان کاربر رسانده تا او را از دینامیک (تحول) فعلی swarm آگاه کند. برای نمونه می‌توان به انبساط و انقباض swarm اشاره کرد. الگوهای لرزشی به کاربران اجازه می‌دهند تا دینامیک swarm را بخوبی هدایت کنند. swarm را می‌توان با تکان دادن دست در جهت‌ها و با سرعت‌های مختلف، از موانع عبور داد.

موقعیت دست کاربر با سامانه‌ی دریافت دقیق حرکت Vicon Vantage V5، تشخیص داده می‌شود. کاربر انسانی و ربات‌های منفرد در swarm از طریق پیوندهای درونی امپدانسی مرتبط می‌شوند.

هدایت بهتر، لرزش در زیر انگشتان

پروفسور Tsetserukou افزود:

این پیوندها همانند کمک‌فنر عمل می‌کنند و مانع از پرواز پهپادها در نزدیکی کاربر و یکدیگر می‌شوند. همچنین از شروع یا توقف ناگهانی حرکت پهپادها جلوگیری می‌کنند. رهیافت ما به شکلی قابل توجه ایمنی برهمکنش انسان – swarm را بهبود می‌بخشد. همچنین رفتارهای swarm را به رفتار سامانه‌های زیستی واقعی (مثلا گروه‌های زنبور عسل) نزدیک می‌سازد.

مهمترین مزیت رهیافت برهمکنش انسان – swarm طراحی شده توسط Tsetserukou و همکارانش این است فراهم شدن امکان هدایت دسته‌ای ربات‌ها با حرکات نوک انگشت است. این رهیافت همچنین به کاربران امکان تغییر دینامیک swarm را بطور می‌دهد. در این صورت ربات‌ها می‌توانند در محیط‌های درهم‌ریخته و پیچیده مانند مراکز شهری با آسمان‌خراش‌ها یا موانع دیگر بسادگی پرواز کنند.

آزمایش‌های نخست برای ارزیابی رهیافت برهمکنشی لمسی جدید نشان داد که کاربران قادر به درک معنای لرزش‌های حس شده روی انگشتان خود هستند. بیشتر شرکت‌کنندگان در این آزمایش، دریافتند که حس لامسه توانایی آنها را برای هدایت پهپادها بهبود داد و ارتباط آنها را با swarm تعاملی‌تر کرد.

SwarmTouch‌ در آینده برای هدایت حرکت swarm در انبارها، تحویل کالا درون محیط‌های شهری و بازرسی پل‌ها یا دیگر زیرساخت ها استفاده خواهد شد. پژوهشگران بزودی رویکرد دیگری به نام CloakSwarm را در کنفرانس ACM Siggarph Asia ۲۰۱۹ ارائه می‌دهند.

رهیافت های جدیدتر در آینده – بازی پرندگان خشمگین در واقعیت افزوده

آنها همچنین در حال کار بر روی دو رهیافت دیگر از برهمکنش‌های انسان – swarm به نام‌های SlingDrone و WiredSwarm هستند. نتایج این بررسی ها در کنفرانس ACM VRST 2019 به نمایش گذاشته خواهد شد. SlingDrone یک الگوی واقعیت مختلط است. کاربران پهپادها را با یک هدایتگر نقطه‌ای بصورت تعاملی به‌کار گرفته و یک حرکت تیرکمان-مانند را تولید می‌کنند.

رهیافت SlingDrone تا حدودی شبیه به بازی محبوب پرندگان خشمگین (AngryBirds) است. البته با کاربران واقعی‌ که پهپادهای واقعی را کشیده و رها می‌کنند تا مسیر بالستیک خود را در فضای واقعیت مجازی طی کنند. بدین ترتیب می‌توانید یک پهپاد مجازی را در جهتی ‌که مورد نظرتان است به پرواز وادار کنید.

پهپاد به موقعیت هدف پرواز کرده و مقصودی که انتظار دارید را برآورده می‌کند. WiredSwarm از گروهی از پهپادها تشکیل شده که با شلاق‌هایی به انگشتان کاربر متصل هستند. این رهیافت بازخورد لمسی بسیار واضحی را به کاربر واقعیت مجازی می‌دهد. این نوع جدید را نخستین رابط کاربری لامسه‌ای پوشیدنی پروازکننده می‌نامیم.


در همین زمینه در مجله‌ی فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی:
رونمایی از دستکش شگفت انگیز واقعیت مجازی با توانایی ارائه بازخورد لمسی
ساخت نوعی پوست مصنوعی که با انرژی خورشیدی شارژ میشود


منبع: techxplore
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *