在考虑过现有的技术和他们用户的需求后，决定开发出一个新的工具，可通过虚拟用户界面来操纵现实世界的设备。而选择了可以通过虚拟显示技术VR技术的应用来直观地进行操纵的机械臂，以作为目标的概念验证。为了快速高效地打造出这个系统，快速原型开发工具和迭代开发形式的、灵活的、跨领域的设计流程。数学建模、MATLAB仿真、计算机辅助设计、开源电子硬件、3D打印、以及快速的制作方法都是这个项目成功的关键。

开发虚拟控制

现在这个虚拟应用可以准确而直观地控制机械手臂。这个应用不仅可以实时进行控制，而且还能轻松地录制一个机械手臂的动作路径。这样用户就能“教导”机械手臂进行特定的动作，而无需任何高级的编程知识。录制一个新的动作十分简单：按下录制按钮，在VR中启用机械手臂的末端执行器，并将其拖入3D场景中就可以了。

潜在的应用

在这次概念验证中机械手臂比较小，但这个方法同样可以用于强大的工业机器之中。想象一下，整个工厂都可以在VR中进行设计和编程，包括所有的机械动作。不再需工业机器人领域的专家，也不再需要花费大量的时间和经历来为低阶的机械手臂进行编码。通过这个架构，任何人都可以轻松而快速地为机器的行为进行编程，或者重新编程。有些公司已经开发出可轻松进行编程的机械手臂，但目前很少有公司会利用到VR的直观性和沉浸感。

这个虚拟控制系统可让用户与远程的机器系统进行交互，甚至是与危险的机器系统进行交互。例如，一名在外地的外科医生可以直观地对本地病人进行手术，而且不需要对机械控制进行高强度的训练就可以轻松实现。

在开发中学习

尽管这个项目只是一个概念验证，但在制作VR机械手臂系统的过程中，知道如何连接虚拟世界和现实世界。在设计这个创新性工具时所积累的经验对用户是有帮助的，希望这个项目可以启发其他的工程师来开发融合VR直观性的控制系统。

技术要点

这个项目成功运用了3D模型的骨骼反向IK技术，通过HTC VIVE获得模型手的空间位置，实时设定骨骼末端节点的空间位置， 通过反向IK驱动机械手臂的其他骨骼节点， 这个应用具有比较高的实用价值。此技术和使用WISEGLOVE手套驱动机械手臂达到几乎一致的效果。

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