采用AR的方案，用更新穎、直觀、視覺反饋的形式來進行遠程操作的可能性

用戶對機器人進行手動的遠程操作，可以做到高度精確，然而，它通常需要操作者的高水平專業(yè)知識，也會對用戶施加很大的認知負擔。因此，對機器人的遠程操作就需要機器人的部分自主，隨著機器人自主程度的增加，用戶遠程操作的部分也就越加重要。

最近，科羅拉多大學的研究人員發(fā)表了一篇名為“Improving Collocated Robot Teleoperation with Augmented Reality”的論文，探討了采用AR的方案，用更新穎、直觀、視覺反饋的形式來進行遠程操作的可能性，并表示這將提高遠程操作的效率。這篇論文獲得了2018年HRI最佳論文獎。

系統(tǒng)顯然并不復雜，只需要將遠程機器人攝像頭的圖像傳送至用戶的AR頭顯即可，不過，研究人員在顯示方式上做了三種劃分，一種是直接發(fā)送攝像頭的圖像給用戶，另一種是在圖像中用點和線進行指示，用來提供機器人的取向和位置信息，最后一種是對圖像場景進行標注的方案。

為了驗證這幾類設計的效果，研究人員進行了一項實驗，給幾組實驗者發(fā)放了不同小型無人機的操作設備，實驗者有一段時間可以熟悉操作，隨后，參與者使用自己的操作設備操縱無人機從一個固定的位置起飛，并進行對墻面的觀測，這個過程需要無人機非常貼近墻面，因此很有可能出現(xiàn)無人機失穩(wěn)之類的情況，進而導致導致無人機墜落，觀測失敗，如果失敗了，實驗者就需要從頭再次進行對墻面的觀測。之后，記錄觀測的時長和實驗者自己的操作體驗，并進行對比。

實驗的結果表明，相對于使用了AR系統(tǒng)進行操作的實驗者，沒有AR系統(tǒng)的實驗者往往需要更長時間來實現(xiàn)無人機的穩(wěn)定和對墻面的觀測，這些實驗者注意到失穩(wěn)等情況的時候，往往來不及糾正，導致無人機墜落、或者難以繼續(xù)實驗任務，實驗者對設備的印象也是無人機難以控制。在另一方面，參與者使用AR系統(tǒng)的條件下，即使是操作完全一樣的機器人，也會感到操作更加容易，大部分實驗者表示“這樣的操作很容易，我覺得很舒服”。

除了這種整體效用的改善之外，論文實驗的結果還發(fā)現(xiàn)，采用AR系統(tǒng)的實驗者中，只是顯示機器人視野內容的操作設備比其它的操作設備要好，但用戶更喜歡對機器人的視野有標注或者做了點和線的劃分的設備，認為這種設備的舒適度更高。

總結一下，在這篇論文中，研究人員探討了一種機器人遠程增強現(xiàn)實接口的設計，對這個設計的實驗表明，這種設計可以顯著提高遠程操作的性能和速度，同時降低控制系統(tǒng)崩潰和機器人損壞的概率，用戶對有用性和自身的舒適性的評價也更高。論文認為，這種新的設計是一種新的模式，可以降低普通控制方式對用戶注意力的分散?？偠灾褪且痪湓挘瑢R應用到人機交互中會有很好的效果。

現(xiàn)在，市場中已經(jīng)出現(xiàn)了一些可以用來操作無人機的AR眼鏡，但這與本篇論文所追求的目標并不相同，一方面現(xiàn)有的AR眼鏡更側重于讓用戶直接欣賞無人機拍攝的美景而非利用該景象提高對無人機的控制，另一方面，根據(jù)論文所述，無人機的操作只是對該系統(tǒng)的初步探索，這種利用AR的控制方式將來會用于操作更復雜、更多種的機器人，并應用在工程、外科等多種領域。或許，這個系統(tǒng)的未來就是和電影黑豹中一樣的場景？