Lab-Automation: Building a user-interface for a teleoperated mobile robot platforms

Abstract

Es wurde ein Virtual-Reality-System entwickelt, um die Machbarkeit der Virtual-Reality- Teleoperation von mobilen zweibeinigen Robotern in einer Laborumgebung zu testen. Unter Verwendung eines Standalone-Headsets (Quest2), eines ROS-basierten Roboters (Tiago++) und der Unity Game Engine zeigte dieser Prototyp vielversprechende Ergebnisse im Hinblick darauf, wie diese Software-Pipeline in Zukunft eingesetzt werden könnte. Der Prototyp wurde mit Hilfe der iterativen Prototyping-Methode entwickelt und durch Benutzertests evaluiert. Die Testergebnisse zeigten, dass unerfahrene Benutzer in der Lage waren, den Roboter ohne vorheriges Training zu bedienen, und dass die negativen Auswirkungen einer längeren Verwendung von VR-Headsets durch die Verwendung des Homunculus-Steuerungsmodells weitgehend ausgeglichen werden konnten. Das Homunculus-Modell wurde erweitert und ein neues Steuerungsmodell, das Augmented Homunculus Model (AHM), wurde konzipiert und realisiert.

A virtual reality system is developed to test the feasibility of virtual reality teleoperation of mobile bipedal robots in a laboratory environment. Using a standalone headset (Quest2), a ROS based robot (Tiago++) and the Unity Game Engine, this prototype showed promising results in regards of how this software pipeline could be used in the future. The prototype was developed using the iterative prototyping method and was evaluated through user tests. The tests results showed that Novice users were able to teleoperate the robot without prior training, negative effects of prolonged VR headset use could be mostly negated through the use of the Homunculus control model. The Homunculus model was expanded upon and a new control model, the Augmented Homunculus Model(AHM) was conceptualized and realized.