在考慮過現有的（de）技術和他們用戶的需求後，決定開發出一個新的工具，可（kě）通過虛擬用戶（hù）界（jiè）麵來（lái）操縱現實世界的（de）設備。而選擇了可以通過（guò）虛擬顯示（shì）技術VR技術的應用來直觀地進行操縱的機械（xiè）臂（bì），以作為目（mù）標的概念驗證。為了快速高效地打造出這個係（xì）統，快速原型開發工具和迭代開發形式的、靈活的、跨域的設計流（liú）程。數學建模、MATLAB仿真、計算機輔助設計、開源（yuán）電子（zǐ）硬件、3D打印、以及快速的製作方法（fǎ）都是這個（gè）項目成（chéng）功的關鍵（jiàn）。

開發虛擬控製

現在這個虛擬應用可以準確而直觀地控製機（jī）械手（shǒu）臂。這個應用不僅可以實（shí）時進行（háng）控製，而且還能輕（qīng）鬆地錄製一（yī）個機械手臂的動作路徑。這樣用戶就能“教導”機械手臂進行定的動作，而無需任何高級（jí）的編程知（zhī）識。錄製一個新的動作十分簡單：按下（xià）錄製按鈕，在VR中啟用機械手臂的末端執行器，並將其拖（tuō）入3D場（chǎng）景中就可以了。

潛在的應（yīng）用

在這次概念（niàn）驗證中機械手臂（bì）比較小，但這（zhè）個（gè）方法同樣可以用於強大的工業機器之（zhī）中。想象一下，整個工廠都（dōu）可以在VR中進行設計和編程，包括所有的機械動作。不再需工業機器人域的專家（jiā），也不再需要花費大量的時間和經曆來為低（dī）階的機械手臂進行編碼。通過這個架（jià）構，任何人都可（kě）以（yǐ）輕鬆而快速地為機器（qì）的行為進行編程，或者重新（xīn）編（biān）程。有些公司已經開發出可輕鬆進行編程的機（jī）械手臂（bì），但目前很少有公司會利用到VR的直觀性和沉浸感。

這個（gè）虛擬控製（zhì）係統可讓用戶與遠程（chéng）的（de）機器係統進行交互，甚（shèn）至是與（yǔ）危險的機器係統進行交互。例如，一名（míng）在外地的（de）外科醫生可以直觀地對本地病（bìng）人進行手術，而且不需要對機械控製進行高強度的訓練就可以（yǐ）輕鬆實現。

在開發中學習

盡管這個項（xiàng）目（mù）隻是一個概（gài）念驗證，但在製作VR機（jī）械手臂係統的過程中，知道如何連接虛擬（nǐ）世界和現實世（shì）界。在設計這個創新性工具時（shí）所積累的經驗對用戶是有幫助的，希望這個項目可以啟（qǐ）發其他的工程師來開（kāi）發融合（hé）VR直觀性的控製係統。

技術要點

這個項目成（chéng）功運用了3D模型的骨骼反向IK技（jì）術，通過HTC VIVE獲得模型手的空間位置（zhì），實時（shí）設定骨骼末端節點的空間位置， 通過反向IK驅動機械（xiè）手臂的（de）其他骨骼節點， 這個應用具有比較高的實用價（jià）值。WONGLOVE+係列手套可以與機械臂集成實現反向IK應用（yòng）。