在考慮過現（xiàn）有的技術（shù）和他們用戶的（de）需求後，決定開（kāi）發出一個新的工具，可通過虛（xū）擬（nǐ）用戶界麵（miàn）來操縱現實世界的設備（bèi）。而選擇了可以通過虛擬（nǐ）顯示技術（shù）VR技（jì）術的應用來直觀地進行（háng）操縱的機械臂，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的、靈活的（de）、跨域的設計流程。數（shù）學建模、MATLAB仿真、計算機輔助設計、開源電子（zǐ）硬件、3D打印、以及快速的（de）製作方法都（dōu）是這（zhè）個項（xiàng）目（mù）成功的關鍵。

開發虛擬控製

現在這個虛擬應用可以準確（què）而直觀地控製機（jī）械（xiè）手臂。這個應用不（bú）僅可以實時進行控製，而且還能輕鬆地錄製（zhì）一個機械手臂的動作路徑。這（zhè）樣用戶（hù）就能（néng）“教導”機械手臂進行定的動作，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（xià）錄製（zhì）按鈕（niǔ），在VR中（zhōng）啟（qǐ）用機械（xiè）手臂的末端執行器，並將其拖入3D場景中就（jiù）可（kě）以了。

潛（qián）在的應用

在這次概念驗證中機械手臂比較小，但這（zhè）個方法同樣（yàng）可以用於強（qiáng）大的工業機器之中。想象一下，整個工廠都可以在VR中進行設計和編程，包（bāo）括所有（yǒu）的機械動作。不再需工業機（jī）器人域的專家，也不再需要花費大量的時間和經（jīng）曆來為低階的機械（xiè）手臂進行編碼。通過這個（gè）架構，任何（hé）人都（dōu）可以輕鬆而快速地為機（jī）器的行為（wéi）進行編程，或者（zhě）重新編程。有些公司已經開發出（chū）可輕鬆進行編程的機械手臂，但目前很少有公司會利用到VR的（de）直觀性和沉浸感。

這個虛擬控製（zhì）係統（tǒng）可讓用戶與（yǔ）遠程的機器係統進行交互（hù），甚至是與危險的機器係統進（jìn）行交互（hù）。例如，一名在外地的外科醫生可以直觀地對本地病人進行手術，而（ér）且不需要對機械控製進行高強度的訓練就可以輕鬆實（shí）現。

在開發中（zhōng）學習

盡管這個項目隻是一個概念驗證（zhèng），但在（zài）製作VR機（jī）械手臂（bì）係統的過程中（zhōng），知道如何連接虛（xū）擬世（shì）界和現實世界（jiè）。在設計（jì）這個創新性工具時所積累的經驗對用戶是有幫助的，希望這個項目可以（yǐ）啟發其（qí）他的（de）工程師來開（kāi）發融合VR直觀性的控製係統。

技術要（yào）點

這個項目（mù）成功運用了3D模型的骨骼反向IK技術（shù），通過HTC VIVE獲得模型手的空間位置，實時設定骨骼末（mò）端節點的空間位置， 通過反向IK驅動（dòng）機（jī）械手臂的其（qí）他骨（gǔ）骼節點， 這個應用具有比較高的實用價值。WONGLOVE+係列手套可以與機（jī）械臂集（jí）成實現反向IK應用。