Wspomaganie wykonywania wybranych prac fizycznych, w tym przez osoby starsze i z niepełnosprawnościami, z wykorzystaniem dwuramiennego robota mobilnego, technik rzeczywistości wirtualnej i metody tele-obecności

Podstawowym celem projektu jest opracowanie rozwiązań wspomagających wykonywanie wybranych prac fizycznych (np. związanych z przenoszeniem ładunków) poprzez wykorzystanie technik rzeczywistości wirtualnej do sterowania ruchem dwuramiennego robota mobilnego (przemieszczającego się na platformie kołowej).
 

W ramach 1. etapu przeprowadzone zostały prace związane z opracowaniem procedury badań z udziałem ochotników oraz przygotowaniem projektu robota umożliwiającego przeprowadzenie tych badań. Robot jest wyposażony w następujące główne elementy:

• kołową platformę mobilną
• dwa ramiona o zasięgu odpowiadającym zasięgowi 50 centylowego człowieka
• chwytak na każdym z ramion
• ruchomą głowicę o dwóch stopniach swobody z zamocowaną stereo-kamerą
• układ do zmiany wysokości zaczepu ramion i stereo-kamery
• układ do bezprzewodowej transmisji obrazu z kamer
   

W ramach 2. etapu przeprowadzone zostały prace mające na celu zbudowanie modelu laboratoryjnego dwuramiennego robota mobilnego oraz przygotowanie oprogramowania komputerowego umożliwiającego przeprowadzenie badań. Oprogramowanie umożliwia sterowanie ruchem modelu robota na podstawie ruchów osoby biorącej udział w badaniu (tele-opeartora). Tele-operator ma możliwość swobodnego przemieszczania się po laboratorium, w tym czasie taką samą trajektorię ruchu będzie pokonywał robot znajdujący się za ścianą. Obroty głowy są przenoszone na ruch głowicy wyposażonej w stereo-kamerę, podobnie ruch ramion robota  odwzorowuje ruch kończyn górnych tele-operatora. Do obserwacji otoczenia, w którym znajduje się robot, tele-operator wykorzystuje gogle rzeczywistości wirtualnej typu HMD (Head Mounted Display). Do rejestracji ruchu tele-operatora został wykorzystany system typu motion capture zainstalowany w laboratorium CIOP-PIB. Wszystkie dane, w szczególności obraz z stereo-kamery prezentowany za pomocą HMD, są przesyłane drogą bezprzewodową. W ramach prowadzonych prac przeprowadzone zostały testy funkcjonalne sprzętu i oprogramowania.
 

W ramach 3. etapu przeprowadzone zostały prace mające na celu dostosowanie robota do potrzeb badań, modyfikacji środowiska wirtualnego i procedury badawczej na podstawie wyników testów. Przeprowadzono badania z ochotnikami oraz wykonano analizę statystyczną i interpretację wyników badań. Wyniki projektu prezentowano na międzynarodowej konferencji.

 Rysunek 1. Zbudowany model laboratoryjny dwuramiennego robota mobilnego zdalnie sterowany przez operatora z wykorzystaniem narzędzi typowych dla technik rzeczywistości wirtualnej.