Glem joysticks – brug din torso til at styre droner

Forestil dig, at du fører en drone kun ved at bruge bevægelserne af din torso og lade dit hoved være frit til at se dig omkring, meget som en fugl. EPFL-forskning har netop vist, at det at bruge din torso til at styre flyvende maskiner faktisk er mere fordybende – og mere effektivt – end at bruge det veletablerede joystick. Resultaterne er offentliggjort i dagens udgave af PNAS .

"Vores mål var at designe en kontrolmetode, som ville være let at lære og derfor kræve mindre mental fokus fra brugerne, så de kan fokusere på vigtigere emner, som eftersøgning og redning, " siger hovedforfatter Jenifer Miehlbradt fra EPFL's Translational Neuroengineering Laboratory ledet af Bertarelli Foundation Chair Silvestro Micera. "At bruge din torso giver dig virkelig følelsen af, at du faktisk flyver. Joysticks, på den anden side, er af simpelt design, men det kan være udfordrende at mestre deres brug til præcist at kontrollere fjerne objekter."

Forskerne ønskede at observere, hvordan folk bruger deres kroppe til at styre et flyvende objekt, i dette tilfælde en drone, og afgøre, hvilke bevægelser der er mest intuitive og naturlige – når man nærmer sig pilotproblemet fra et helt nyt perspektiv.

De startede med at overvåge 17 personers kropsbevægelser takket være 19 markører placeret over hele overkroppen samt deres muskelaktivitet. Hver deltager fulgte en virtuel drones handlinger gennem simulerede landskaber, der passerede, set gennem virtual reality-briller.

Bevægelsesmønstre dukkede op, og forskerne etablerede hurtigt torso-relaterede strategier til at styre droner:de fandt ud af, at kun 4 markører - placeret på torsoen - var nødvendige for at styre flysimulatorer og rigtige droner gennem et kredsløb af forhindringer effektivt.

Samlet set, forskerne sammenlignede deres torso-strategier med joystick-kontrol hos 39 personer. De fandt ud af, at torso drone-kontrol bedre end joystick-kontrol i præcision, pålidelighed og med minimale træningssessioner.

"Dataanalyse gjorde det muligt for os at udvikle en meget enkel og intuitiv tilgang, som også kunne bruges med andre populationer, maskiner, og operationer, " siger Micera, også på Scuola Sant'Anna i Italien i biomedicinsk teknik. Han tilføjer, "Tilgangen forbedrer teleoperationen af ​​robotter med ikke-menneskelige mekaniske egenskaber markant."

Mens PNAS resultater giver en helt ny og fuldstændig fordybende pilotstrategi med fokus på at karakterisere de relevante torsoparametre, forlader hovedet, lemmer, hænder og fødder fri til at udføre andre handlinger, deres proof-of-concept-system kræver stadig kropsmarkører og eksterne bevægelsesdetektorer for at fungere.

De næste trin er at gøre torsostrategien fuldstændig bærbar til at styre flyvende objekter. Anvendelsesområdet er enormt, fra flysimulatorer til at styre droner og endda måske fremtidens fly. Et tøj, der implementerer torsostrategien i dronekontrol uden eksterne bevægelsesdetektorer, blev udviklet hos EPFL baseret på PNAS fund.