Technologie holograficzne wspomagają zdalną kontrolę robotów
Wykonywanie delikatnych prac i precyzyjnych manewrów za pomocą zdalnie sterowanych ramion robotycznych to rozwiązanie powszechnie stosowane w wielu obszarach, począwszy od napraw podwodnych instalacji platform wiertniczych, aż po obsługę reaktorów jądrowych w elektrowniach czy eksplorację kosmosu. Oczywistym jest, że większa precyzja i dokładność, a także prostota działania przekładają się znacząco na powodzenie prac. Rozwój tej dziedziny może przyczynić się do popularyzacji technologii w innych sektorach.
Lepsza świadomość sytuacyjna na odległość
Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu HoviTron pracował nad stworzeniem holograficznego urządzenia połączonego z systemem przekazywania strumieni wideo z wielu kamer, aby umożliwić zdalnym operatorom komplet informacji na temat sytuacji podczas wykonywania prac na odległość. „Naszym celem było zapewnienie operatorowi zdalnemu możliwości wizualizacji otoczenia z dowolnego punktu widzenia”, wyjaśnia koordynator projektu Gauthier Lafruit z Wolnego Uniwersytetu Brukselskiego (ULB) w Belgii. „Opracowaliśmy koncepcję zakładającą wykorzystanie przetwarzania materiału wideo, która miała zastąpić zmienianie ustawienia kamery za pomocą mechanizmu obrotowego na ramieniu robotycznym”. Realizacja tego celu wymaga ustawienia kilku nieruchomych kamer wokół miejsca pracy. Nagrywane w czasie rzeczywistym filmy są następnie łączone, aby zapewnić operatorowi możliwość obserwacji otoczenia z punktu widzenia własnej głowy. „To oznacza oczywiście, że gdy operator nagle poruszy głową, stereoskopowy wyświetlacz przed oczami wyświetli odpowiedni obraz”, dodaje Lafruit. „Nasze rozwiązanie nie ma problemu opóźnień mechanicznych, które mogą powodować złe samopoczucie w czasie korzystania z urządzenia”. Co więcej, każde oko rejestruje czoło fali holograficznego pola świetlnego, dzięki czemu operator może skupić wzrok na dowolnym interesującym go obiekcie, niezależnie od tego, czy znajduje się on na pierwszym czy drugim planie. Tym sposobem system doskonale odzwierciedla funkcjonowanie ludzkiego narządu wzroku. „Dzięki materiałowi wideo i technologii holograficznej operator robota może poczuć się tak, jakby sam przebywał w miejscu pracy, jednocześnie nie musi obawiać się o własne bezpieczeństwo lub dostanie się do odpowiedniego miejsca”, mówi Lafruit.
Dokładne widzenie w czasie rzeczywistym
Po opracowaniu technologii, zespół projektu postanowił wykorzystać treści przypominające gry komputerowe połączone z rzeczywistymi materiałami, aby sprawdzić, czy rozwiązanie sprawdzi się w rzeczywistych warunkach pracy. Użytkownicy potwierdzili, że podczas noszenia urządzenia holograficznego odczuwali mniejsze zmęczenie wzroku i fizyczne, a dodatkowo byli w stanie lepiej postrzegać głębię. Takie informacje zwrotne dają nadzieję, że nowe rozwiązanie znajdzie zastosowanie w wielu obszarach. „Uważamy, że nasza technologia mogłaby zostać wykorzystana w przyszłych misjach księżycowych”, zauważa Lafruit. „Po rozmieszczeniu kamer na powierzchni Srebrnego Globu przez roboty astronauci na orbicie mogliby spojrzeć na otoczenie oczami poruszającego się po nim robota”. Dotychczasowe rozwiązania, takie jak instalowanie kamer w korpusie robota, sprawia, że w przypadku szybszych ruchów kontrolującego go astronauty występuje opóźnienie między ruchem i wyświetlanym obrazem. Skutkiem jest złe samopoczucie użytkowników. Rozwiązanie opracowane w ramach projektu HoviTron pozwala na natychmiastowe przekazywanie odpowiedniego obrazu, dzięki czemu problem przestaje istnieć.
Nowe możliwości zastosowania w nawigacji
Jak uważa koordynator projektu, nowa technologia ma wiele potencjalnych zastosowań w sytuacjach, w których wymagany jest swobodny ruch oraz ogląd sytuacji. Jednym z przykładów jest naprawa rurociągu morskiego przez robota sterowanego zdalnie przez operatora, który znajduje się na bezpiecznym pokładzie statku lub platformy. Rozwój tych obszarów zastosowań wymaga jednak większych nakładów finansowych na dopracowanie technologii. Zespół projektowy prowadzi obecnie rozmowy z przedsiębiorstwem specjalizującym się w produkcji czujników głębi. „Kod źródłowy naszego rozwiązania zostanie wkrótce udostępniony na licencji Apache 2.0 na naszej stronie internetowej”, dodaje Lafruit. „Zamierzamy promować naszą technologię, umożliwiając użytkownikom wypróbowanie jej na własnej skórze – będzie to możliwe dzięki scenariuszowi wykorzystującemu wcześniej nagrane próbki. Niestety, nie będziemy w stanie zaoferować także ramienia robotycznego, wysokiej jakości czujników głębi oraz kamer, a także holograficznych gogli wirtualnej rzeczywistości”.
Słowa kluczowe
HoviTron, holograficzny, wideo, operator zdalny, robot, kosmos, robotyka zdalna, astronauci
