2014年8月15日 星期五

‧ Dexmo:要做成熟且低價的手部動作捕捉裝置

leiphone 夏航

Dexta Robotics 的創始人谷逍馳(Aler Gu)以前就做過許多種機械手,時間一長,他發現研究所裡手部感測器結構複雜的切造價高昂,距離消費者遙遠,商品化的方案非常有限,至少在市面上還見不到一套成熟美觀且價格低廉的手部動作捕捉裝置,於是他和他的團隊決定自己來做一套滿足上述條件的手部動作捕捉感測器,這就是Dexmo-HMI
Dexmo可以捕捉控制者的手部動作,進行更精準的機器人手部控制。以拆彈機器人為例子,目前的拆彈機器人搭載的一般只是夾取器,工作也只是轉移疑似爆炸物到遠處進行爆破,並不能進行更精確的控制。而利用Dexmo,配合同時開發中的力回饋功能,機械手握住物體的這種“握持感”可以遠端傳遞到控制者手上,從而進行靈巧機械手的精細控制。也就是說,Dexmo不僅僅是一個輸入裝置,也可以成為一個雙向的輸出裝置。
據谷逍馳描述,他做這套設備的初衷是為了控制機械手,但是當這個項目發展到中期的時候,虛擬實境行業突然火了起來,經過一些調查後谷逍馳發現,不光是機器人行業的手部捕捉的方案有限,虛擬實境行業同樣如此。
目前人們帶著頭戴式顯示器(例如Oculus Rift)的時候手上仍然要握著滑鼠和鍵盤,在谷逍馳看來這是一種相當反人類的操作方式,因為頭戴式顯示器的目的就是提供“浸入式體驗”,為了看清楚鍵盤而挪開顯示器十分有礙這種體驗。Dexmo提供的對話模式可以讓虛擬實境玩家在帶上頭戴式顯示器後可以看清自己在遊戲中的雙手,並且將現實中的手部動作輸入進虛擬世界中,增加了浸入感。力回饋功能將打開讓用戶“抓取”虛擬物體的可能性。想像一在虛擬世空間中有一個虛擬水杯,配合上力回饋的Dexmo可以讓佩戴者在現實世界中“抓住”不存在的虛擬物體,以建立起虛擬世界和現實世界初步的觸感的聯繫。
這款產品從去年9月開始開發,Dexta Robotics團隊今年3月組建,並於近期在美國成立了公司。團隊目前有五個人,谷逍馳(Aler Gu)、張逸飛(I.F.)、孫維澤(Sunny)、卞遠哲(Rijn)以及馬安南(MAN)。
谷逍馳說,因為公司小,所以幾乎每個人都需要身兼數職,他們分別有著機械工程師、結構工程師、嵌入式工程師、演算法工程師、軟體工程師、平面設計師、攝影師、視頻編輯、網站前端後端以及運營銷售等各種角色,非常辛苦,但每個人的幹勁都很大。因為市場此前上沒有過外骨骼結構的手部動作檢測,所以產品的前期研發一直集中在硬體本身(下圖為今年二月份第二個版本的草圖)。
sketch work
市面上的手部動作捕捉手套主要有兩類,慣性檢測單元和彎曲感測器類。利用慣性檢測單元方案的有IGS glovecontrol VR,比較有名的彎曲感測器方案的有5DTCyberglove SystemsDexmo採用的外骨骼結構來進行手部動作捕捉是一種比較新穎的方式,設計中沒有用到昂貴的感測器,而是將手部的彎曲動作通過一組連杆分解並且映射到到造價低廉同時精準度相對較高的旋轉感測器上,連杆等機械部件可以通過開模等方式進行生產,從而進一步降低成本。另外,在外骨骼上添加力回饋元件更加容易。
現在產品的開發重心已經轉移到了軟體上,讀取手部的資料和通過軟體對這些資料進行分析來建立一個相對精準的手部模型是兩大難點。團隊通過對手指資料的進行外骨骼的正運動學建模,算出的座標點進行手指的逆運動學分析,在長時間嘗試之後開發出了幾套相對完善的手部模型重建程式。相對於比較容易被複製的硬體,手部模型重建的演算法和軟體是團隊的主要競爭力。目前機械手部動作捕捉以及力回饋方案已經在國內和國外申請了三份專利。
Dexmo的低價版本將於近期登陸Kickstarter,谷逍馳表示自己和團隊不希望外界認為他們只是在“玩玩”而已,他們是真的很用心的在做這個項目,也想儘量把事情做好。因此谷逍馳並不想抛頭露面,也不想過早講述各種經歷,而是希望大家更多把焦點放在Dexmo這款產品上,這倒是十分符合“技術男”低調的特點。如果大家對這個項目或者這項技術感興趣,可以發送郵件至dexta@dextarobotics.com和他進行交流。

                                                                                                                                                                                                                            

沒有留言:

張貼留言