Рухи тіла і віртуальна реальність допоможуть новачкам освоїти управління дроном

Швейцарські інженери розробили систему, що дозволяє керувати дроном за допомогою рухів тіла і бачити зображення з його камери в шоломі віртуальної реальності. Випробування системи показали, що непідготовлені користувачі швидко звикають до системи і керують дроном точніше, ніж допомогою звичайного контролера, розповідають розробники в журналі.


Практично завжди керування дроном або роботом відбувається за допомогою операторського пульта з кількома кнопками або джойстиками. Наприклад, пульти управління дронами, як правило, обладнані двома стіками, один з яких відповідає за переміщення по висоті і повороти, а інший за переміщення в горизонтальній площині. Оскільки це сильно відрізняється від природних людських рухів при ходьбі, до такого управління доводиться довго звикати. Деякі інженери намагалися вирішити цю проблему за допомогою альтернативних пристроїв, наприклад, спеціальної рукавички і контролера з вібровіддачею, що реагують на нахили руки, але такі способи управління все одно недостатньо інтуїтивні.


Група інженерів зі Швейцарії та Італії під керівництвом Сільвестро Мічери (Silvestro Micera) з Федеральної політехнічної школи Лозанни розробила систему, що дозволяє використовувати для управління дроном тільки руху тіла. Оскільки мета роботи полягала у створенні максимально зручної для користувачів схеми управління, спочатку інженери вирішили з'ясувати, які рухи люди вважають найбільш природними для управління літальним апаратом.

Під час експерименту 17 учасникам з надягнутим шоломом віртуальної реальності показували комп'ютерну симуляцію польоту дрона і просили повторити маневри дрона (політ вперед, повороти і зміни висоти) за допомогою відповідних на їхню думку рухів тіла. У цей час дослідники зчитували показання датчиків м'язових скорочень на верхній частині тіла, а також відстежували положення частин тіла і зміщення центру мас за допомогою візуальних маркерів на тілі і камер навколо випробовуваних.

Виявилося, що практично всі учасники дослідження дотримувалися однієї з двох схем управління: одна група «керувала» дроном тільки за допомогою поворотів корпусу, а друга не тільки повертала корпус, а й активно нахиляла руки в той чи інший бік. Незважаючи на те, що частина добровольців вибрала інші способи управління, наприклад, один з них намагався гребти руками в напрямку руху, дослідники надалі сконцентрувалися саме на двох найбільш популярних схемах.

Після виявлення оптимальних способів управління інженери перевірили їх на ділі. У першому тестуванні добровольці керували дроном у віртуальному світі і повинні були пролітати через контрольні точки, використовуючи одну з двох схем управління. Автори порівнювали ефективність управління за допомогою тіла з результатами попереднього дослідження, в якому застосовувалося аналогічне віртуальне середовище і квадрокоптер, а управління проводилося за допомогою звичайного операторського пульта і симулятора польоту птиці Birdly.

З'ясувалося, що спосіб управління за допомогою відхилень корпусу без активної участі рук виявився ефективнішим, ніж аналогічний спосіб за участю рук або управління з пульта оператора, а також порівняємо з управлінням за допомогою Birdly. Під час останнього експерименту дослідники перевірили переносимість навички управління корпусом на реальний світ і перевірили його на справжньому квадрокоптері. Виявилося, що користувачам комфортно керувати таким чином і пролітати через кільця-контрольні точки, а ефективність прольоту виявилося високою - 87,67  9,88%.

Швейцарські інженери - далеко не перші, хто намагається спростити управління мультикоптерами. У 2016 році південнокорейська компанія This is engineering представила контролер для дронів, що дозволяє керувати дроном за допомогою однієї руки. Він складається з основної частини контролера і кільця, переміщуючи яке можна задавати рух дрона. А один з найбільших виробників дронів DJI в 2016 році представив складний квадрокоптер Mavic, який, крім незвичайної конструкції, відрізняється від аналогів умінням розпізнавати прості жести користувача і реагувати на них відповідним чином, наприклад, робити знімок на камеру.


COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND