In this paper, a tele-manipulation in explosive ordnance disposal(EOD) applications is discussed. The ROBHAZ-DT2 is developed as a teleoperated mobile manipulator for EOD. In general, it has been thought that the robot must have appropriate functions and accuracy enough to handle the complicated and dangerous mission. However, the research on the ROBHAZ-DT2 revealed that the teleoperation causes more restrictions and difficulties in EOD mission. Thus to solve the problem, a novel user interface for the ROBHAZ-DT2 is developed, in which the operator can interact with various human senses (i.e. visual, auditory and haptic sense). It enables an operator to control the ROBHAZ-DT2 simply and intuitively. A tele-manipulation control scheme for the ROBHAZ-DT2 is also proposed including compliance control via force feedback. It makes the robot adapt itself to circumstances, while the robot faithfully follows a command of the operator. This paper deals with a detailed description on the user interface and the tele-manipulation control for the ROBHAZ-DT2. An EOD demonstration is conducted to verify the validity of the proposed interface and the control scheme.
Yu, Seung Nam;Lee, Jong Kwang;Kim, Sung Hyun;Park, Byung Suk;Kim, Ki Ho;Cho, Il Je
대한인간공학회지
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제32권1호
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pp.17-26
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2013
Objective: The aim of this study is ergonomic analysis of tele-operation tasks using modified remote handling devices dedicated to the cell of PRIDE(PyRoprocess Integrated inactive DEmonstration facility) in KAERI(Korea Atomic Energy Research Institute). Background: Tele-operation manipulators of the PRIDE are applied to perform the remote handling and management of pyroprocessing facilities. Generally, these kinds of systems are composed of master-slave system and its peripherals installed along a wall or ceiling of the cell, and the manipulators transmit the user's own motion to grippers directly. However, a user convenience and intuitiveness while operating the manipulators have not been fully considered in research fields. Method: This study tries to analyze the ergonomic performance of remote handling manipulators in the developed cell facility. It was included that the analysis of operator's capability for his/her own motion range of upper arm while manipulating the MSM, considerations of its manipulation margin and related tool modifications to improve the remote handling performance. Conclusion: The test results of several remote handling tasks performed in PRIDE are represented, and adequate operation strategies for the tele-operation system of hot-cell type facilities are proposed. Application: The knowledge represented in this study can be utilized to improve a tele-operation system operated in a large-scale hot-cell system.
국제화, 전문화, 분업화 되고 있는 비즈니스 환경으로 인해 제품 디자인 프로세스에서 협업의 중요성은 날로 높아지고 있다. 본 연구에서는 서로 다른 공간에 존재하는 디자인 전문가들이 3D 모델을 함께 검토하고 논의할 수 있는 실시간 원격디자인 협업 환경을 제안한다. 특히 원격 협업 환경에서 원격 실재감, 공유조작, 상대 인식 등의 비언어적인 의사소통 방법을 제공하는 새로운 인터랙션 기법을 개발하고, 디자인 리뷰와 관련된 작업에 어떠한 영향을 끼치는지 평가하였다. 관련연구 조사와 디자인 협업 행태의 관찰 실험을 기반으로 작업대상 관련, 작업공간 관련, 상대인식 관련 요구사항을 도출하였다. 이를 충족시키기 위해 증강현실(Augmented Reality) 기반의 3차원 원격 협업 환경을 구축하였고 원격 사용자에 대한 존재감을 제공하는 회전원반(Turn-table)과 가상그림자(Virtual Shadow)라는 인터랙션 도구를 개발하였다. 회전원반은 가상모델의 조작에 직관성을 부여하고 상대의 조작에 물리적인 단서를 제공한다. 가상그림자는 상대의 위치, 제스처, 지시 등의 인식 정보를 지속적이고 자연스럽게 제공한다. 평가 실험을 통하여 새로운 인터랙션 도구들이 3D 모델의 검토에 있어서 대략적인 지시를 효과적으로 지원하며 수정사항에 대한 논의를 촉진시킴을 알 수 있었다. 연구 결과는 가상의 3차원 모델을 다루는 원격에 위치한 사용자들(디자이너-디자이너, 디자이너-엔지니어, 혹은 디자이너-모델러 등) 간의 자연스러운 의사소통을 촉진하고 협업의 효율을 증대시키는데 기여할 수 있다.
This paper presents a novel driving system by the humanoid robot to drive a vehicle in disaster response situations. To enhance robot's capability for substituting human activities in responding to natural and man-made disaster, the one of prerequisite skills for the rescue robot is the mounted mobility to maneuver a vehicle safely in disaster site. Therefore, our driving system for the humanoid is developed in order to steer a vehicle through unknown obstacles even under poor communication conditions such as time-delay and black-out. Especially, the proposed system includes a tele-manipulation interface and stable navigation strategies. First, we propose a new type of path estimation method to overcome limited communication. Second, we establish navigation strategies when the operator cannot recognize obstacles based on Dynamic Window Approach. The effectiveness of the proposed developments is verified through simulation and experiments, which demonstrate suitable system for driving a vehicle in disaster response.
Park, Changhwn;Kohtaro Ohba;Park, Kyihwan;Sayaka Odano;Hisayaki Sasaki;Nakyoung Chong;Tetsuo Kotoku;Kazuo Tanie
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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pp.25.6-25
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2001
A new monitoring system is proposed to give direct visual information of the remote site when working with a tele-operation system. In order to have a similar behavior of a human when he is inspecting an object, multiple cameras that have different view point are attached around the robot hand and are switched on and elf according to the operator´s motion such as joystick manipulation or operator´s head movement. The performance of the system is estimated by performing comparison experiments among single camera (SC) vision system, head mount display (HMD)system and proposed multiple camera (MC) vision system by applying a task to several examines. The reality, depth feeling and controllability are estimated for the examines ...
Recently, the robotic assist system for cardiovascular intervention gets continuously growing interest. The robotic cardiovascular intervention systems are largely two folds, systems for cardiac ablation procedure assist and systems for vascular intervention assist. For the systems, the clinician controls the catheter inserted through blood vessel to the heart via a master console or master manipulator. Most of the current master manipulators have structure of joystick-like pivoting 2 degree of freedom (DOF) handle in the core, which is used in parallel with other sliding switches and input devices. It however is desirable to have customized and optimized design manipulator that can provide clinician with intuitive control of the catheter motion fully utilizing the advantage of the use of robotic structure. A 6 DOF kinematic mechanism that can capture the motion control intention of the clinician in translational 3 DOF and rotational 3 DOF is proposed in this paper. Also, a master-slave motion relationship specially designed for the cardiac catheter manipulation motion is proposed and implemented in an experimental prototype. Design revision for implementation of more efficient motion and experiment in combination with an experimental slave robot system for catheter manipulation are underway.
Use of teaching pendant is the most widespread and economical way to teach desired motion to robots. It is also very primitive,time consuming and ineffective way of teaching which has not changed since the early days of robot. In order to reduce the teaching effor, a new efficient form of teaching is needed. Also, the recent robotics research trend into service robots such as home robot, nurse robot and medical robot calls for a new teaching method which is both easy and inexpensive. In this paper, the design and operation principle of a low cost force/moment sensor is presented. The proposed sensor architecture is so simple and inexpensive that it opens the prospect for a new paradigm of robot teaching which is easy and efficinet. Other prospective areas of application are tele-manipulation of robots wher it can be used in master arm, and virtual environment where it can be used as an user input device.
After many years of proliferation, the nuclear industry is indebted for a formidable consequence, the safe management of spent fuel. Naturally, the high radioactivity involved with such process motivates the development of effective telerobotic systems. Nevertheless, the existing master-slave type of tele manipulators are limited in effectiveness by the human operator's limited sensory and manipulation capabilities. This paper presents the result of a research effort to resolve such problems by assigning the slave manipulator a certain degree of intelligence; sensing and actuation. In the presented system, a perception-action loop is achieved using ultrasonic range sensor and laser distance sensor interfaced with the PUMA 760 industrial robot system, and applied to automating impact wrenching task for unbolting the lid of nuclear spent fuel cask. The perception-action loop performs determination of the cask location, collision avoidance and centering of the impact wrench onto the bolt head. To aid the insertion task and to provide versatility a mounting module consisting of an RCC device and an automatic tool changer is designed and implemented. The performance of the developed system is tested on the model cask and the result is given.
A dual-stage positioner for fast and fine robotic manipulations is presented. By adopting the merits of both coarse and fine actuator, a desirable system having the capacity of large workspace with high resolution of motion is enabled. We have constructed an ultra precision XY positioner with dual-stage mechanism where the PZT driven fine stage is mounted on the motor driven XY positioner and applied it to fine tracking controls and micro-tele operations as a slave manipulator. We describe essential merits of the compound actuation mechanism and some control strategies to successfully utilize it with proper servo system design. Through experimental results, the effectiveness of the coarse/fine manipulation by the dual-stage positioner will be shown.
In this paper, we investigate the effect of asynchronous haptic and video feedback on the performance of teleoperation. To analyze the effect, a tele-manipulation experiment is specially designed, which operator moves square objects from one place to another place by using master/slave telerobotic system. Task completion time and total number of falling of the object are used for evaluating the performance. Subjective study was conducted with 10 subjects in 16 different combinations of video and haptic feedback while participants didn't have any prior information about the amount of each delay. Initially we assume that synchronized haptic and video feedback would give best performance. However as a result, we found that the accuracy was increased when haptic and video feedback was synchronized, and the completion time was decreased when one of the feedback (either haptic or video) was decreased. Another interesting fact that we found in this experiment is that it showed even better accuracy when haptic information arrives little bit earlier than video information, than the case when those are synchronized.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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