Human Machine Interfaces for Teleoperators and Virtual Environments

In Mar. 1990, a meeting organized around the general theme of teleoperation research into virtual environment display technology was conducted. This is a collection of conference-related fragments that will give a glimpse of the potential of the following fields and how they interplay: sensorimotor performance; human-machine interfaces; teleoperation; virtual environments; performance measurement and evaluation methods; and design principles and predictive models

Virtual reality training for micro-robotic cell injection

This research was carried out to fill the gap within existing knowledge on the approaches to supplement the training for micro-robotic cell injection procedure by utilising virtual reality and haptic technologies

Control de un robot móvil para el seguimiento de objetos mediante realimentación visual.

El fin del presente trabajo de titulación fue el desarrollo de un sistema de control de un robot móvil para el seguimiento de objetivos mediante retroalimentación visual. Un sistema de visión monocular montado sobre un robot móvil tipo uniciclo provee información limitada para tareas de seguimiento de objetos, muchas de las veces asumiendo ciertos criterios como la profundidad. Para solucionar el problema de la carencia del componente de profundidad, una composición de dos cámaras puede generar un desfase de visión para implementar sistemas de visión estereoscópica y añadir información a una imagen bidimensional. El sistema de control se basa en la modelación cinemática del sistema completo (robot móvil y estructura articular de las cámaras), así como del modelo cinemático de las cámaras. El robot móvil y la estructura articular utilizada están conformados por motores Dynamixel, descritos como actuadores inteligentes con redes de comunicación serial integrada. El diagrama de control que se presenta utiliza la modelación cinemática para determinar las velocidades adecuadas que todos los actuadores deben adoptar para el seguimiento de objetivos mediante retroalimentación visual en un ambiente estructurado. Esta propuesta se analiza mediante un simulador en Matlab que indica el correcto funcionamiento del sistema de control. Usando un prototipo de investigación, se obtienen los resultados experimentales que demuestran un adecuado funcionamiento del sistema de control para el seguimiento de objetivos mediante retroalimentación visual. Se valida el adecuado funcionamiento del mecanismo robótico y de los controladores propuestos, además las gráficas de errores y velocidades de control muestran la correcta ejecución en un entorno real. Se recomienda que el presente proyecto sea la base para proyectos futuros en los cuales se estudie el desempeño del sistema en ambientes no estructurados.The aim of the present titration work was the development of a control system of a mobile robot for the tracking of objectives through visual feedback. A monocular vision system mounted on a unicycle type mobile robot provides limited information for follow-up tasks of many times, assuming specific criteria such as depth, a composition of two cameras can generate a vision blur to implement stereoscopic vision systems and add information to a two-dimensional image. The control system based on the kinematic modeling of the complete system (mobile robot and joint structure of the cameras), as well as the kinematic model of the cameras. The mobile robot and the joint structure used are made up of Dynamixel motors, described as intelligent actuators with integrated serial communication networks. The control diagram presented uses kinematic modeling to determine the appropriate speeds that all actuators must adapt to track objectives through visual feedback in a structured environment. This proposal analyzed through a simulator in Matlab that indicates the correct functioning of the control system. Using a prototype, experimental results are obtained that demonstrate an adequate operation of the control system for the tracking of objectives through visual feedback. The proper functioning of the robotic mechanism and the proposed controllers is validated, besides the error graphs and control speeds show the correct execution in a real environment. It recommended that this project be the basis for plans in which the performance of the system in unstructured environments studied

Control de un robot móvil para el seguimiento de objetos mediante realimentación visual.

El fin del presente trabajo de titulación fue el desarrollo de un sistema de control de un robot móvil para el seguimiento de objetivos mediante retroalimentación visual. Un sistema de visión monocular montado sobre un robot móvil tipo uniciclo provee información limitada para tareas de seguimiento de objetos, muchas de las veces asumiendo ciertos criterios como la profundidad. Para solucionar el problema de la carencia del componente de profundidad, una composición de dos cámaras puede generar un desfase de visión para implementar sistemas de visión estereoscópica y añadir información a una imagen bidimensional. El sistema de control se basa en la modelación cinemática del sistema completo (robot móvil y estructura articular de las cámaras), así como del modelo cinemático de las cámaras. El robot móvil y la estructura articular utilizada están conformados por motores Dynamixel, descritos como actuadores inteligentes con redes de comunicación serial integrada. El diagrama de control que se presenta utiliza la modelación cinemática para determinar las velocidades adecuadas que todos los actuadores deben adoptar para el seguimiento de objetivos mediante retroalimentación visual en un ambiente estructurado. Esta propuesta se analiza mediante un simulador en Matlab que indica el correcto funcionamiento del sistema de control. Usando un prototipo de investigación, se obtienen los resultados experimentales que demuestran un adecuado funcionamiento del sistema de control para el seguimiento de objetivos mediante retroalimentación visual. Se valida el adecuado funcionamiento del mecanismo robótico y de los controladores propuestos, además las gráficas de errores y velocidades de control muestran la correcta ejecución en un entorno real. Se recomienda que el presente proyecto sea la base para proyectos futuros en los cuales se estudie el desempeño del sistema en ambientes no estructurados.The aim of the present titration work was the development of a control system of a mobile robot for the tracking of objectives through visual feedback. A monocular vision system mounted on a unicycle type mobile robot provides limited information for follow-up tasks of many times, assuming specific criteria such as depth, a composition of two cameras can generate a vision blur to implement stereoscopic vision systems and add information to a two-dimensional image. The control system based on the kinematic modeling of the complete system (mobile robot and joint structure of the cameras), as well as the kinematic model of the cameras. The mobile robot and the joint structure used are made up of Dynamixel motors, described as intelligent actuators with integrated serial communication networks. The control diagram presented uses kinematic modeling to determine the appropriate speeds that all actuators must adapt to track objectives through visual feedback in a structured environment. This proposal analyzed through a simulator in Matlab that indicates the correct functioning of the control system. Using a prototype, experimental results are obtained that demonstrate an adequate operation of the control system for the tracking of objectives through visual feedback. The proper functioning of the robotic mechanism and the proposed controllers is validated, besides the error graphs and control speeds show the correct execution in a real environment. It recommended that this project be the basis for plans in which the performance of the system in unstructured environments studied

Tele-Operación Bilateral de un Robot Manipulador Móvil.

Desarrollo de un esquema para la tele-operación bilateral de un robot manipulador móvil. Un manipulador robótico montado sobre una base móvil posee tanto la destreza de los manipuladores robóticos y la movilidad de un vehículo, y es una solución versátil que ofrece un gran potencial en una amplia variedad de aplicaciones. Para la implementación del sistema de tele-operación se realizó la modelación cinemática y dinámica del manipulador móvil mediante expresiones matriciales. Los actuadores inteligentes que conforman el robot se controlaron mediante las librerías de MATLAB de comunicación RS-485. El esquema de tele-operación bilateral propuesto consideró la compensación dinámica del manipulador móvil, además se incluyó la realimentación de fuerzas en el sitio local. Por último, usando el control de redundancia se solucionó la configuración del brazo robótico y la evasión de obstáculos. Partiendo de los resultados obtenidos se concluyó que el sistema permite una combinación de manipulabilidad y locomoción en el sitio de trabajo demostrando un adecuado funcionamiento del sistema. Se recomienda analizar el contenido de este trabajo, para determinar el estado de nuestro país en relación a los avances tecnológicos del campo de la robótica.Development of a scheme for the bilateral tele-operation of a mobile manipulator robot. A robotic manipulator mounted on a mobile base possesses both the dexterity of robotic manipulators and the mobility of a vehicle, and is a versatile solution that offers great potential in a wide variety of applications. For the implementation of the tele-operation system, the kinematic and dynamic modeling of the mobile manipulator was performed using matrix expressions. The intelligent actuators that make up the robot were controlled by the MATLAB libraries of RS-485 communication. The proposed bilateral tele-operation scheme considered the dynamic compensation of the mobile manipulator, and also the force feedback was included at the local site. Finally, using the redundancy control the configuration of the robotic arm and the avoidance of obstacles were solved. Based on the results obtained, it was concluded that the system allows a combination of manipulation and locomotion in the workspace demonstrating an adequate functioning of the system. It is recommended to analyze the content of this work, to determine the state of our country in relation to technological advances in the field of robotics

Multipoint haptic mediator interface for robotic teleoperation

Despite recent advances in artificial intelligence and autonomous robotics, teleoperation can provide distinct benefits in applications requiring real-time human judgement and intuition. However, as robotic systems are increasingly becoming sophisticated and are performing more complex tasks, realizing these benefits requires new approaches to teleoperation. This paper introduces a novel haptic mediator interface for teleoperating mobile robotic platforms that have a variety of manipulators and functions. Identical master-slave bilateral teleoperation of the robotic manipulators is achieved by representing them in virtual reality and by allowing the operator to interact with them using a multipoint haptic device. The operator is also able to command motions to the mobile platform by using a novel haptic interaction metaphor rather than a separate dedicated input device. The presented interaction techniques enable the operator to perform a wide range of control functions and achieve functionality similar to that of conventional teleoperation schemes that use a single haptic interface. The mediator interface is presented, and important considerations such as workspace mapping and scaling are discussed. &copy; 2015 IEEE.<br /

Life Sciences Program Tasks and Bibliography for FY 1997

This document includes information on all peer reviewed projects funded by the Office of Life and Microgravity Sciences and Applications, Life Sciences Division during fiscal year 1997. This document will be published annually and made available to scientists in the space life sciences field both as a hard copy and as an interactive internet web page