إطلاق منتج جديد: ExoArm-7 Pro يُتيح التحكم عن بُعد بالذراعين بشكل طبيعي لأبحاث الذكاء الاصطناعي المُجسّد

يتطلب تطوير روبوتات قادرة أكثر من مجرد تصميم أجهزة أقوى أو نماذج ذكاء اصطناعي أكبر. يحتاج الباحثون أيضاً إلى طريقة عملية لنقل الحركات البشرية الطبيعية إلى الأنظمة الروبوتية وجمع بيانات تجريبية عالية الجودة من أجل التعلم بالتقليد، والذكاء الاصطناعي المجسد، وتطوير نماذج الرؤية واللغة والحركة.

ولدعم سير العمل هذا، تقدم شركة Foxtech Robotics الهيكل الخارجي القابل للارتداء ExoArm-7 Pro ، وهو نظام خفيف الوزن لالتقاط الحركة والتحكم عن بعد ثنائي الذراع مصمم لأبحاث الروبوتات وجمع بيانات العرض التوضيحي البشري وإنشاء مجموعات بيانات VLA.

بفضل الجمع بين تتبع الذراع بـ 14 درجة من الحرية، وردود فعل المشفر عالية الدقة، وأخذ العينات عالي السرعة، واستشعار IMU المزدوج، والبرامج متعددة المنصات، وSDK الرسمي، يوفر ExoArm-7 Pro لفرق البحث طريقة أكثر مباشرة لالتقاط حركة الطرف العلوي البشري ورسمها على المنصات الروبوتية.

بالنسبة للمشاريع التي تتطلب أيضًا بيانات مفصلة عن الأصابع واليد، يمكن توسيع النظام باستخدام قفازات بيانات التشغيل عن بعد الاختيارية ExoGlove Pro .

التقاط حركة الذراعين الطبيعية باستخدام تقنية التتبع ذات 14 درجة حرية

تتطلب العديد من مهام المناولة حركة منسقة عبر كلتا الذراعين بدلاً من استخدام طرف واحد فقط. فرفع جسم كبير، أو فتح حاوية، أو تنظيم الأدوات، أو طي المواد، أو نقل غرض بين اليدين، كلها تتطلب حركة متزامنة وتغييرات مستمرة في وضعية المفاصل.

يستخدم جهاز ExoArm-7 Pro أربعة عشر مفصلاً سلبياً، سبعة مفاصل في كل ذراع، لالتقاط حركات الإنسان الطبيعية. وبدلاً من مطالبة المشغل بالتحكم في كل مفصل من مفاصل الروبوت بشكل مستقل، يسجل الهيكل القابل للارتداء حركة ذراع المشغل نفسه ويحولها إلى بيانات يمكن استخدامها للتحكم عن بُعد في الروبوت أو لجمع بيانات توضيحية من البشر.

هذا النهج يجعل من السهل جمع مسارات ثنائية اليد منسقة مع السماح للمشغل بأداء المهام بطريقة مألوفة وبديهية.

تغذية راجعة عالية الدقة لرسم خرائط حركة أكثر دقة

لا يقتصر التحكم عن بعد الفعال على رصد حركات الذراع الكبيرة فحسب، بل إن التغيرات الطفيفة في زاوية المفصل قد تؤثر على موضع واتجاه الذراع الروبوتية، لا سيما أثناء المناولة عن قرب أو المهام المنسقة التي تتطلب استخدام ذراعين.

يوفر ذراع ExoArm-7 Pro بيانات مفاصل بدقة 14 بت لتوفير تغذية راجعة دقيقة للموقع. صُممت وحدات تشفير المفاصل المطورة داخليًا لاكتشاف التغيرات الزاوية الطفيفة، مما يساعد على تحسين دقة واستقرار رسم خرائط الحركة بين الإنسان والروبوت.

يزن كل مفصل من المفاصل أقل من 70 غرامًا، ويتحمل عزم دوران يصل إلى 10 نيوتن متر، ويتضمن حدًا ميكانيكيًا قابلًا للتعديل. يساعد هذا التصميم المعياري على تحقيق التوازن بين أداء التقاط الحركة والحاجة إلى هيكل خفيف الوزن قابل للارتداء.

معدل أخذ عينات يصل إلى 1000 هرتز مع زمن استجابة منخفض للغاية يصل إلى مستوى الميلي ثانية

عندما يتبع الروبوت مشغلًا بشريًا، فإن البيانات المتأخرة أو منخفضة التردد يمكن أن تجعل الحركة تبدو منفصلة وقد تقلل من جودة العرض التوضيحي الذي تم جمعه.

يدعم جهاز ExoArm-7 Pro معدلات أخذ عينات بيانات المفاصل التي تصل إلى 1000 هرتز، وتحكمًا منخفض التأخير بمستوى أجزاء من الثانية. يُمكّن معدل التحديث العالي النظام من رصد تغيرات الحركة السريعة وتوفير بيانات سريعة الاستجابة للتحكم عن بُعد في الوقت الفعلي.

بالنسبة للباحثين الذين يقومون ببناء مجموعات بيانات التعلم بالتقليد أو VLA، فإن هذا يوفر أيضًا سجل حركة كثيفًا يمكنه أن يمثل بشكل أفضل كيفية تطور المهمة بمرور الوقت، بدءًا من النهج الأولي وحتى التلاعب والإنجاز.

استشعار مزدوج بتقنية IMU للحصول على معلومات حركة أكثر اكتمالاً

توفر زوايا المفاصل بيانات أساسية لحركة الذراع، ولكن يمكن أن يؤثر كل من اتجاه الجسم وحركته بشكل عام على التحكم عن بُعد. لذلك، يتضمن ExoArm-7 Pro مستشعرات IMU مزدوجة لتوسيع نطاق تتبع الحركة والاتجاه.

تتضمن الحزمة القياسية مستشعر IMU مثبتًا على الظهر ومستشعر IMU خارجيًا. يوفر هذان المستشعران، بالإضافة إلى بيانات المفاصل، أساسًا أكثر شمولًا لتفسير حركة المشغل ودمج النظام القابل للارتداء مع منصات الروبوتات المختلفة.

تصميم خفيف الوزن لجلسات جمع بيانات أطول

يجب أن تظل الأنظمة القابلة للارتداء عملية أثناء العروض التوضيحية المتكررة. فالوزن الزائد قد يزيد من إجهاد المستخدم، ويقيد حركته الطبيعية، ويقلل من اتساق البيانات خلال جلسات جمع البيانات الطويلة.

يدمج جهاز ExoArm-7 Pro هيكله ثنائي الذراع في تصميم مريح قابل للارتداء يزن 2.6 كجم. ويهدف تصميمه خفيف الوزن إلى جعل التشغيل أكثر راحة مع الحفاظ على الدقة المطلوبة لتطوير الروبوتات.

يوفر النظام أيضًا مقابض تحكم مخصصة ومحول قفازات اختياري، مما يسمح للفرق بتكوين واجهة المشغل وفقًا للروبوتات المختلفة ومهام المناولة.

قم بتوسيع نطاق تتبع الذراع ليشمل التقاط تفاصيل اليد باستخدام ExoGlove Pro

تكفي حركة الذراع وحدها لبعض مهام التحكم عن بُعد، لكن المناورة الدقيقة تتطلب معلومات إضافية عن اليدين والأصابع. فإمساك الأشياء الصغيرة، وتشغيل الأدوات، وتدوير المكونات، أو التعامل مع المواد المرنة، قد يعتمد على وضعية الأصابع وحركة أطرافها بدقة.

يُوسّع قفاز ExoGlove Pro الاختياري نطاق ExoArm-7 Pro من تتبع الذراعين إلى التقاط حركة اليد والأصابع. وباستخدام خمسة مستشعرات VetraSense الخاصة، يستطيع نظام القفاز إعادة بناء وضعية اليد الكاملة بـ 25 درجة حرية. يدعم كل طرف إصبع تتبعًا بـ 6 درجات حرية، بينما توفر خاصية التغذية الراجعة الاهتزازية القابلة للتعديل قناة تفاعل إضافية للتحكم عن بُعد.

يدعم ExoGlove Pro إخراج البيانات بمعدل يصل إلى 180 هرتز وزمن استجابة سلكي أقل من 10 مللي ثانية. كما يدعم SDK متعدد المنصات وخوارزميات إعادة توجيه الحركة، مما يساعد المطورين على ربط حركات اليد الملتقطة بأيدٍ ماهرة ومنصات روبوتية مختلفة.

ExoGlove Pro هو ملحق اختياري يباع بشكل منفصل ولا يتم تضمينه في حزمة ExoArm-7 Pro القياسية.

مصمم للتكامل عبر منصات الروبوتات

غالباً ما تعمل فرق البحث باستخدام أذرع روبوتية وأيدٍ ماهرة وأنظمة تشغيل وهياكل تحكم مختلفة. ولا يكون جهاز جمع البيانات مفيداً إلا إذا كان بالإمكان ربطه ببقية بيئة التطوير.

يوفر ExoArm-7 Pro حزمة تطوير برمجية رسمية ودعمًا مجانيًا للتكامل للمساعدة في تطوير منصات الروبوتات. تدعم واجهة البرنامج المرئية أنظمة التشغيل Windows و macOS و Linux، مما يمنح المختبرات والجامعات وشركات الروبوتات مرونة أكبر عند بناء أنظمة التحكم عن بُعد وخطوط نقل البيانات.

إن الجمع بين المقابض القابلة للتكوين، وتكامل القفازات الاختياري، وبيانات المفاصل عالية التردد، والبرامج متعددة المنصات يجعل النظام مناسبًا لكل من النماذج الأولية البحثية في المراحل المبكرة ومشاريع جمع البيانات الأكثر تنظيمًا.

تطبيقات الذكاء الاصطناعي المجسد وتعلم الروبوتات

تم تصميم ExoArm-7 Pro لمجموعة من عمليات البحث والتطوير، بما في ذلك:

• تشغيل روبوت ثنائي الذراع عن بعد
• جمع بيانات الذكاء الاصطناعي المجسد
• تسجيل عرض بشري
• إنشاء مجموعة بيانات التعلم بالتقليد
• جمع بيانات VLA
• بحث في التلاعب الماهر
• تعليم الروبوتات وتطوير المختبرات

يمكن للباحثين استخدام النظام لعرض مهام التلاعب بشكل مباشر، وجمع مسارات الحركة المتزامنة، وبناء مجموعات بيانات تعكس كيفية تنسيق البشر لكلا الذراعين أثناء العمليات الحقيقية.

ما الذي يشمله العرض؟

تتضمن حزمة ExoArm-7 Pro القياسية ما يلي:

• 1 × هيكل خارجي قابل للارتداء ExoArm-7 Pro
• مستشعر IMU مثبت على الظهر × 1
• 1 × مستشعر IMU خارجي

تتضمن حزمة ExoGlove Pro الاختيارية ما يلي:

• 2 × قفازات التقاط الحركة
• 1 × جهاز استقبال لاسلكي ووحدة بطارية
• كابلان لنقل البيانات من نوع USB-C

صلة أوثق بين حركة الإنسان وتعلم الروبوت

تعتمد جودة أداء الروبوت بشكل كبير على جودة البيانات المستخدمة في تدريبه والتحكم به. ومن خلال التقاط حركات الذراعين الطبيعية بسرعة عالية، وتوسيع نطاق سير العمل ليشمل حركات اليد التفصيلية عند الحاجة، يُسهم ExoArm-7 Pro في سد الفجوة بين الأداء البشري والتنفيذ الروبوتي.

بالنسبة للفرق التي تعمل على تطوير الذكاء الاصطناعي المجسد، أو نماذج VLA، أو التلاعب بالذراعين، أو التشغيل عن بعد الماهر، يوفر النظام أساسًا قابلًا للارتداء وجاهزًا للتكامل لتحويل الإجراءات البشرية إلى بيانات تعلم الروبوت المنظمة.