在考慮過現（xiàn）有的技術和他們（men）用戶（hù）的需求後，決定開（kāi）發出一個新的工具，可通過虛擬用戶界麵（miàn）來操縱現實世界的設（shè）備。而選擇了可以（yǐ）通過虛擬顯示技（jì）術VR技術（shù）的應用來直觀地進行操縱的機械臂（bì），以作為目標的概念驗證。為了快速高效地打造出這個係統，快速原型開發工具和迭代開發形式（shì）的、靈活的、跨域的設（shè）計流程。數學（xué）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（de）製作方法都是這個項目成功的關鍵。

開發虛擬控（kòng）製

現（xiàn）在這個虛擬應用（yòng）可（kě）以（yǐ）準確而直觀地（dì）控製機械手臂。這個應用不僅可以實時進行控製，而且還能輕（qīng）鬆（sōng）地錄製一個（gè）機械手臂的動作路徑（jìng）。這樣用戶（hù）就（jiù）能“教導”機械手臂（bì）進（jìn）行定的動作，而無需任何高級的編程知識。錄製一個新的動作十分簡單：按下錄製按鈕，在VR中啟用機械手臂的末端執行器（qì），並將其拖入3D場景中（zhōng）就可以了。

潛在的應用

在這次概念驗（yàn）證（zhèng）中（zhōng）機械手臂比較小，但這個方法（fǎ）同樣可以用於（yú）強大的工業機器之中。想象一下（xià），整個工廠都可以在VR中進行設計和編程，包括（kuò）所有的機械動作。不再需工業機器人域的專（zhuān）家，也不再需要花費（fèi）大量的時間和經曆來為低階的機械手臂進行編碼。通過這個架構，任何人都可以（yǐ）輕鬆而快（kuài）速地為機器的行（háng）為進行編程，或者重（chóng）新編程。有些公司已經開發出可輕（qīng）鬆進行編程的機械手臂，但目（mù）前很少有公司（sī）會利用到（dào）VR的直觀（guān）性和沉（chén）浸感。

這個（gè）虛擬（nǐ）控製係統可讓用戶與遠程的機器係統進行交互，甚至是與（yǔ）危險的機器係統進行交互。例如，一（yī）名在外（wài）地的外（wài）科醫生可以直觀地（dì）對本地病人進行手術，而且不需要對機械控製進行（háng）高強度的訓練就可以輕（qīng）鬆實現。

在（zài）開發中學習

盡管（guǎn）這個項（xiàng）目隻是一個概念驗證，但在製作VR機械手（shǒu）臂係統的過程中，知道（dào）如何連接虛擬世界和現實世（shì）界。在設計這個（gè）創新性工具時所積累的經驗對用戶是有幫助的，希（xī）望這個（gè）項目可以啟發其他的工（gōng）程師來開發融合VR直觀性的控製係統。

技術要點

這個項目成功運用了3D模型（xíng）的骨骼反向IK技術，通過HTC VIVE獲得模型手（shǒu）的空間位置，實時設定骨骼末（mò）端節點的空間位置（zhì）， 通過（guò）反向IK驅動機械手臂的其他骨骼節點， 這個應用具有比較高的實用價值。WONGLOVE+係列手套可（kě）以與機械臂集成實（shí）現反向IK應用。