中科深谷实时高精度遥操作机械臂系统,精准、敏捷复现人类动作

发布日期:2025-11-06 浏览次数:95

       在具身智能发展的今天,高质量、多模态的人类演示数据是训练机器人感知、决策与控制模型的关键资源,而高精度遥操作正成为采集此类数据、构建人机交互智能训练体系的重要基础设施。


       中科深谷基于自主研发的“深谷开源智脑系统”,推出实时高精度遥操作机械臂系统,通过实时采集人体动作数据,结合自主研发算法,实现从人类动作到机械臂执行的毫米级精准映射。该系统可作为具身智能研究的理想数据采集平台与算法验证载体,也可广泛应用于工业远程操作、医疗手术、危险环境作业、自动驾驶、应急救援、教学实训等实际场景。



四大技术层级,构筑精准控制闭环


实时高精度遥操作机械臂系统基于“感知-映射-规划-执行”四阶架构实现闭环控制:

感知层:通过数据手套与腕部追踪器等传感器,实时捕捉26个手部关节动作变化以及腕部空间姿态数据;

映射层:将人体腕部数据通过算法变换为机械臂末端位姿,手部传感器数据变换为6自由度灵巧手关节空间位置;

规划层:基于算法生成无奇异点的7阶平滑轨迹;

执行层:通过预设性能自适应控制器实现高精度轨迹跟踪,轨迹跟踪误差小于1mm/s,形成完整的遥操作闭环。



图:整体方案示意


硬件基础:高性能计算与实时通信

       深谷智脑系统为该机械臂系统提供高性能智能控制支持。该机械臂系统配备Intel i7处理器、NVIDIA RTX显卡及32GB内存,配合CANFD与EtherCAT总线板卡,分别用于控制灵巧手与六轴机械臂。EtherCAT主站总线支持最短250微秒循环周期与128个从站节点,为系统提供了可靠的实时通信保障。


软件生态:开源框架下的敏捷开发

       该系统控制基于ROS2开发,涵盖机械臂控制、数据手套、腕部追踪器、传感器数据采集及遥操作算法映射程序等核心模块,ROS2相关程序全开源。该系统是深谷智脑系统在复杂物理交互场景中的关键能力展现,深谷智脑系统通过内置丰富的开发工具箱、智能模型及强化学习算法,大幅降低了开发门槛,使研究者能够基于具身智能技术框架快速进行二次开发与功能拓展。


技术赋能多场景应用


       目前,该项技术已获得国家发明专利,在工业远程操作、医疗手术、危险环境作业、自动驾驶、应急救援、精密装配等多元场景展现出巨大的应用价值。在高校教学科研中,该系统可作为机器人学、智能控制、人机交互等课程的理想实验平台,帮助学生直观理解运动规划、传感器融合与实时控制等核心理论。


       实时高精度遥操作机械臂系统也为具身智能研究提供了可靠的数据采集与策略学习平台。通过实现人体动作与机械执行的精准映射,赋予具身智能体更真实、更迅捷的物理世界操作数据,不仅拓展了机器人在多个场景中的应用边界,也为构建更具交互能力的智能机器人系统奠定了技术基础,助力产业向智能化演进。中科深谷自主创新研发“开源智脑系统”,该系统作为开放、协同、分布式的智能中枢,业务系统实现了算力、智能机器人等资源管理,可将算力等资源灵活分配给不同用户,用户可实时控制具身智能机器人,进行高精度仿真验证,实现从虚拟调试到实体作业的无缝衔接。系统支持多形态机器人集成与智能体协同作业,覆盖先进制造、科技养老、科学研究等多元场景。可视化交互窗口还可实时展示机器人运行状态与作业流程。   


       深谷智脑系统正以其强大的大小脑协同能力,为机器人注入“智力”,服务千行百业智能化升级。欢迎交流合作,共同探索具身智能技术在更多场景中的创新应用。