在考慮過現有的技術和他們用戶的需求後，決定開發出一個新的工具，可通過虛擬用戶界麵來（lái）操縱現（xiàn）實世界的設備。而選擇了可以（yǐ）通過虛擬顯示技術VR技術（shù）的應用來直觀地進行操縱的機（jī）械臂，以作為目標的概念驗證。為了快速高（gāo）效地打造出這個係（xì）統，快速原型開發工具和迭代開發形（xíng）式的（de）、靈活（huó）的、跨域的設計（jì）流程。數（shù）學建模、MATLAB仿真、計算機輔助設計、開源電子硬件、3D打印、以及（jí）快速的製作（zuò）方法（fǎ）都是這個（gè）項目成功的關鍵。

開發虛（xū）擬控製（zhì）

現在這個虛擬應用可以準確而直（zhí）觀地控（kòng）製機械手臂。這個應（yīng）用（yòng）不僅可以實時進行控製，而且還能（néng）輕鬆地錄製一個機械手臂的動作路徑。這樣用戶就能“教（jiāo）導”機械手臂進行定的動作，而無（wú）需任何高級的編程知識。錄製一個新的（de）動作十分簡單：按下錄製按鈕（niǔ），在VR中啟用機械手臂的末端執行器，並將其拖入3D場景中就可以了。

潛在的應用

在這次概念驗（yàn）證中（zhōng）機械手臂比較（jiào）小，但這個方法（fǎ）同樣可以用於強大的（de）工業機器（qì）之中。想象一下，整個工（gōng）廠都可以在VR中進行設計和編（biān）程，包括所（suǒ）有的機械動作。不再需工業機器人域的專家，也不再需要花費大量（liàng）的時間和經曆來為低階的機械（xiè）手臂進行編碼。通（tōng）過這個架構，任何人都可以輕鬆而快速地為機器的行為進（jìn）行編程，或者重新編程。有些公司已經開發出可輕鬆進（jìn）行編程（chéng）的機械手臂，但目（mù）前很少（shǎo）有公司會利用（yòng）到VR的（de）直觀性和（hé）沉浸感。

這個虛擬控製係統可讓用戶與（yǔ）遠程的機器係統進行交互，甚至是與危險（xiǎn）的機器係統進行交互。例如，一名在外地的外科醫生可以直觀地對本地病人進行手術，而且（qiě）不需要對機械控製（zhì）進行高（gāo）強度的（de）訓練就可以輕鬆實現。

在開發中學習

盡管這個項目隻是一個概念驗證，但在製作VR機械手臂係統的過程中（zhōng），知道如何連接虛擬（nǐ）世界和現實（shí）世界。在（zài）設（shè）計（jì）這個創新性工具時所積累的經驗對用戶是有幫助的（de），希望這個項目可以啟發其他的工程師來開發融合VR直觀性的控製係統。

技術要點

這個項目成（chéng）功運用（yòng）了3D模（mó）型的骨骼反向IK技術，通過HTC VIVE獲（huò）得模型手的空間位置，實時設定骨骼末端節點的空間位置， 通過反向IK驅動機（jī）械手臂的其（qí）他骨骼節點， 這個（gè）應用具有比較高的實（shí）用（yòng）價（jià）值。WONGLOVE+係列手套可以與機械臂集成實現反向IK應用。