拥抱300公里外的人？意大利理工学院开发完全沉浸式iCub3化身系统

盖世汽车讯 据外媒报道，在过去四年里，意大利理工学院（IIT，位于意大利热那亚）人工智能和机械智能（AMI）实验室的研究团队开发出名为iCub3系统的先进化身技术，并在现实场景中进行了持续测试。

（图片来源：意大利理工学院）

操作人员利用该系统可以远程访问300公里外的地点，在各种活动和电视节目中为观众提供娱乐服务，并参加由全日空航空公司（ANA）赞助的机器人国际挑战赛——全日空阿凡达X大奖赛 （ANA Avatar XPrize）。

在发表在期刊《科学机器人（Science Robotics）》上的论文中，该团队强调了他们面临的挑战，以及用于开发化身系统的解决方案。他们的方法强调了超越实验室范围进行研究的重要性，并解决因现实世界变化而产生的困难，旨在开发强大的类人机器人平台，使其快速融入经济和生产系统。

该IIT AMI实验室的研究团队由意大利研究人员Daniele Pucci协调，大约包括50名研究人员。该iCub3化身系统主要由机器人iCub3（即20年前诞生于IIT的iCub类人机器人的最后版本之一）和名为iFeel的可穿戴技术（可以跟踪人体运动）组成。

该化身系统设计旨在帮助人类操作员实现类人机器人化身，包括运动、操纵、语音和面部表情等方面，并具有全面的感觉反馈，包括视觉、听觉、触觉、重量和触摸方式。这是由IIT与意大利国家工伤保险研究所（INAIL）合作开发的。

该研究团队在三个不同的真实场景中测试并定制了iCub3化身系统：

2021年11月，在第一次测试中，热那亚（Genoa）的一名操作人员对位于威尼斯双年展（Biennale di Venezia，大约在300公里外）的化身进行控制，从而有可能远程参观该意大利艺术展。此次面临的挑战是，在有限的测试时间内，确保两个站点之间实现稳定的远程通信。此外，考虑到艺术展览的微妙性，机器人的运动以及与周围环境的互动必须保持谨慎和安全性。

Pucci的团队利用IIT可穿戴iFeel套装来跟踪操作人员的身体动作，接着该化身系统将这些动作传输到威尼斯的iCub3机器人身上，使其能够复制用户在热那亚做出的动作。操作人员可对机器人的身体部位进行精确控制，包括手指和眼睑。此外，通过定制触觉设备，操作人员能够感受到来自远程位置的拥抱。通过标准的光纤互联网连接进行流式传输，大约会出现100毫秒的延迟。

2022年6月，该团队在意大利数字创新节We Make Future Show上进行第二次测试。位于热那亚的操作人员需要控制里米尼（Rimini，约300公里以外）音乐节场地上的机器人。该机器人的任务是在剧院舞台（大约有2000名观众）上从人类那里接收和运输有效负载。此次演出是在相当大的电磁干扰下现场进行的。IIT研究团队引入专门的触觉设备，使操作人员能够感知机器人所承受的重量，并增强了机器人的表达能力，以娱乐观众。

2022年11月，在洛杉矶举行的全日空阿凡达X大奖赛中，每个化身均由不属于该团队的人员操作（需要进行赛前培训）。他们需要在25分钟内完成10项不同的任务。因此，研究人员可以测试该系统的极限。IIT团队为机器人的双手配备了传感皮肤，使其能够感知被操纵物体的纹理。通过尽可能直观的机器人控制设计，操作人员能够直接控制所有的机器人部件和功能。例如，操作人员可以通过原地行走来控制机器人的运动，从而增强身临其境的感觉。此次决赛促使研究人员在运营商端开发更多的虚拟角色技术。

Daniele Pucci团队获得的经验十分重要，从而促进将iCub3化身系统转变为新型ergoCub机器人，以充分提高工作环境的可接受性。目前，印度理工学院正在开发新型人形机ergoCub，旨在充分减少工业和医疗保健工作人员在协作任务中面临的风险，并帮助他们缓解疲劳。