想象一下:你站在地面,动动手指、摆摆手臂,就能像“隔空操纵”一样,让无人机精准完成复杂任务——无论是绕过障碍物、穿过狭窄走廊,还是拧开高处的阀门。东京大学龙实验室(Dragon Lab)最近开发的手部遥控系统,就让这一幕变成了现实。
![]()
传统操纵杆的“痛点”:不够灵活,难控6自由度
无人机要在复杂环境(比如火灾现场、高空检修点)完成任务,需要能在三维空间里自由移动和转向(专业叫“六自由度”,简单说就是能前后、左右、上下移动,还能旋转调整角度)。但传统用操纵杆或键盘控制无人机的方式,根本“玩不转”这6种动作——就像用两根手指同时按手机屏幕的多个按钮,手忙脚乱还容易出错。
新系统:用手“比划”,动作直接“翻译”成指令
为了解决这个问题,龙实验室团队设计了一套基于手部动作的遥控系统。它的核心是:通过戴在手上的“数据手套”(能感知手指弯曲程度)和贴在肩部的动作追踪标记,把你的**肩膀和手部动作(包括手指手势)**直接“翻译”成无人机的移动指令。
简单说,你抬手、转手腕、捏手指这些动作,会被系统捕捉并转化为无人机的位置(飞多高、飞多远)和方向(机头朝哪、怎么旋转)的控制信号。
4种控制模式:从“大范围移动”到“精准操作”,按需切换
为了适应不同任务需求,系统设计了4种控制模式,通过手势就能无缝切换(不用额外按按钮):
- 球形模式:适合大范围移动。你的手臂像“指南针”,手往哪个方向指,无人机就往哪飞。比如你抬手向右前方划个弧线,无人机就会跟着你的手势轨迹飞行。
- 笛卡尔模式:适合直线导航。系统把你的手部动作放在一个“虚拟坐标系”里,你向前推掌,无人机就直线前进;左右摆动手腕,它就左右平移。
- 操作模式:适合需要精准控制的任务(比如拧阀门)。你的手部动作会被“放大”成无人机的精细操作——你轻轻转手腕,无人机的机械臂就能跟着转动,对准目标。
- 锁定模式:适合调整视角或休息。一旦激活,无人机就会“定住”当前位置和方向,你可以转身换个角度看它,或者活动下手臂,完全不影响它的状态。
实际测试:拧阀门、穿走廊,效果如何?
团队在真实环境里测试了这套系统,让无人机完成三个任务:
- 绕开障碍物:用球形模式操控无人机灵活避开挡路的箱子;
- 穿过狭窄走廊:切换到笛卡尔模式,让无人机沿直线平稳通过;
- 拧阀门:切到操作模式,精准控制无人机机械臂对准垂直安装的阀门,慢慢旋转打开。
测试结果显示,从手动作到无人机反应的延迟只有0.3-0.5秒(相当于你眨一次眼的时间),足够应对低速任务。操作者反馈:
- 球形模式最“顺手”,但判断无人机飞了多远(径向距离)有点难;
- 笛卡尔模式方向更清晰,但操作起来不如球形模式自然;
- 操作模式精度最高,但因为没有“触觉反馈”(比如你捏手指时,系统不会告诉你无人机有没有碰到物体),所以实际接触目标时容易“没感觉”;
- 锁定模式特别实用,在空间狭小的地方(比如管道间)调整视角时,无人机不会“乱跑”。
未来:让无人机更“听话”,危险任务人不用亲自上
这套系统的意义在于,它让人类能更自然、高效地遥控无人机完成复杂任务——尤其是在危险或难以到达的地方(比如高空、火灾现场),人不用亲自冒险,靠“比划手势”就能指挥无人机干活。
虽然目前还需要进一步优化(比如增加触觉反馈、提升距离判断的准确性),但它已经迈出了关键一步:用“手”代替“操纵杆”,让无人机控制更像“用手直接抓东西”一样直观。未来,或许我们真能像科幻片里那样,用手势轻松“指挥”无人机完成各种高难度任务!
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.