眼睛會動,還能與人交談、擁抱,iCub人形機器人這次具備遠程操控
早在 2011 年,我們就已經聽說過像孩子一樣的 iCub 人形機器人,它長這樣(下圖 1 右):
其實 iCub 的第一個版本可追溯到 2008 年,最初是根據一個三歲孩子設計的,現在算來,它應該是一個十多歲的「青少年」。近日,原班團隊,即來自意大利理工學院(Italian Institute of Technology,IIT)的研究者,又為我們帶來了更加先進的 iCub 3 雙足機器人,相比于初代 iCub,iCub 3 又長高了一點,并且更大、更強、更重。
圖 1:更大的 iCub3(左),初代 iCub(右)
iCub3 比初代 iCub 高了 25 厘米(到 1.25 米),重量也增加了 19 公斤(至 52 公斤),具有 54 個自由度,腿部更加強大,并在包括軀干、肩膀和腿在內的部位安裝執行器。iCub3 頭部和初代 iCub 頭部保持一致,但脖子長了一點,使得 iCub3 比例更加協調。
在傳感器方面,iCub3 有一個深度攝像頭和最新一代的力感應,可承受更高的機器人重量。iCub3 具有更高容量的電池,位于軀干組件內。
iCub 3 頭部內置了可當做眼睛的立體旋轉攝像頭、可反映嘴部與眉毛動作的 LED 線條。
我們可以將 iCub3 理解為一個化身平臺(avatar platform)——也就是說,一個人形機器人,可以體現出更具生物類型的遠程人形機器人。
在通過從熱那亞到威尼斯實現的演示中,遠程操控用到了所謂的 iFeel 系統。IIT 可穿戴 iFeel 套件跟蹤操作員的身體動作,化身系統將其傳輸到威尼斯的 iCub3,然后 iCub3 會像研究者在熱那亞一樣移動。此外,用戶還需配備一個頭戴設備,可以跟蹤自身的表情、眼部運動。這些頭部特征被投射到 iCub3 上,以高保真度再現:化身和人類具有非常相似的面部表情。
用戶戴著感應手套,手套可以跟蹤他的手部動作,同時提供觸覺反饋。
借助化身系統,遠程用戶可以與威尼斯的向導微笑、交談和握手:化身相應地微笑、交談和握手。
類似地,當向導在威尼斯擁抱虛擬形象時,熱那亞的操作員也能感受到擁抱,這要歸功于 IIT 的 iFeel 套裝,該套裝還提供上身觸覺。此外,熱那亞的遠程用戶和威尼斯的向導之間的對話是可能的,這要歸功于記錄和傳輸操作員語音的系統,以便化身可以在威尼斯重現它。傳輸通過標準光纖互聯網連接進行傳輸,僅產生幾毫秒的延遲。
完成上述功能,需要的設備包括:
- HTC Vive PRO eye4 headset
- VIVE Facial Tracker5
- iFeel 感官和觸覺套裝
- SenseGlove DK17 觸覺手套
- Cyberith Virtualizer Elite 28 全向跑步機
總而言之,所有這些設備都允許操縱、運動、聲音甚至面部表情從人類重新定位到機器人。面部表情重定向適用于眼睛注視和眼瞼狀態以及用戶的嘴巴。
「我們的 iCub 3 化身系統在一個有腿的人形機器人上進行了驗證,允許進行遠程語言、非語言和物理交互,這是尋找在所有交互方面模擬人類平臺完美起點。」 IIT 項目協調員 Daniele Pucci 表示。「在不久的將來我們可以期望這個系統在所謂的元宇宙中的應用,它實際上是遠程人類化身。」