动动躯干就能驾驶无人机?不敢相信极少培训就能“上岗”

想象一下,你只需要动动身体的躯干就可以操控一架无人机,头部可以自由转动,对四周进行观察,就像鸟儿那样。瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的一项研究表明,相对被人们长期接受的操纵杆而言,使用身体躯干操控飞行器更具有沉浸感,效率更高。7月16日,《美国科学院院刊》上发表了这份研究报告。

“我们起初希望设计一种更易掌握、不用高度集中精力的控制方法,用户在搜索和救援工作中就可以专注于更重要的事情。”研究的第一作者、来自EPFL翻译神经工程实验室的珍妮弗·米尔布雷特说:“使用躯体控制飞行器真能给你一种飞翔的感觉。控制杆虽然设计简便,当进行远距离操控时,其准确性面临着挑战。”

科学家观察人们如何利用身体为飞行器(如无人机)领航,然后确定哪些动作才是最自然的直觉反应,从而通过新的角度去解决操控问题。

一开始,他们为17名受试者的上身安置了19个标志,用以监控他们身体和肌肉的动作。受试者佩戴着虚拟现实眼镜,跟随一架虚拟直升飞机飞过一个虚拟地带。科学家很快总结出动作的模式并确立了身体控制无人机的策略:他们发现,其中只有4个佩标能有效地操控模拟飞行器和真实无人机通过一连串的障碍物。

科学家总共对比了39名受试者用身体操控和操控杆控制无人机的结果。他们发现,用身体控制无人机在精准度和可靠性上均优于操纵杆控制,且只需要极少的培训即可掌握。

实验室负责人、贝塔莱里基金会主席、意大利圣安娜学院生物医学工程学家米切拉说:“数据研究帮助我们开发出这个简单易行的方法,可用于其他人群、其它机器和其它的操作形式。这个方法大大改进了对带有非人类机械特征的机器人的远程操作能力。”

虽然《美国科学院院刊》上的报告呈现了一个颇具创新性的、完全浸入式的领航策略,即主要依靠识别相应的躯干运动参数操控,而头部、四肢、手脚可自由地做其它动作,但研究组的概念验证模型系统仍然需要利用身体标示物,以及外部动作探测器,才能正常运作。

未来的科研还将让人体控制策略在可穿戴的飞行控制器上实现,应用领域极为广阔,从飞行模拟器到无人机驾驶,甚至可能用于未来的飞机。EPFL已经根据该成果开发出一款只利用身体策略而不用外部探测设备就能操控无人机的穿戴产品。

编译:馥莉 审稿:西莫

责编:南熙