Cutaneous Haptic Feedback in Robotic Teleoperation

این کار با هدف دستیابی به بالاترین درجه شفافیت و در عین حال تضمین پایداری سیستم‌های در نظر گرفته شده، به چالش ارائه بازخورد لمسی پوستی مؤثر در عملیات دور رباتیک می‌پردازد. از یک طرف، سیستم های عملیات از راه دور را ارزیابی می کند که فقط نشانه های پوستی را به اپراتور ارائه می دهند، بنابراین بالاترین درجه ایمنی را تضمین می کنند. این رویکرد فقط پوستی عملکرد متوسطی را بین بازخورد بدون نیرو و بازخورد لمسی کامل ارائه شده توسط یک رابط لمسی زمینی نشان می‌دهد، و برای آن دسته از سناریوهایی که ایمنی سیستم از اهمیت بالایی برخوردار است، مانند جراحی رباتیک، بهترین گزینه است. از سوی دیگر، به منظور دستیابی به سطح بالاتری از عملکرد، این کار همچنین به بررسی سیستم‌های عملیات از راه دور رباتیک جدید با بازتاب نیرو می‌پردازد که قادر به ارائه نشانه‌های پوستی و حرکتی ترکیبی به اپراتور است. نشانه‌های پوستی می‌توانند کاهش موقت بازخورد جنبشی لازم برای ارضای شرایط پایداری خاص را جبران کنند.

این جلد پیشرفته برای محققان، مربیان و دانش‌آموزانی است که به تکنیک‌های بازخورد نیرو علاقه دارند. برای عملیات از راه دور رباتیک، طراحی دستگاه های پوستی، روش های رندر پوستی و مطالعات ادراک، و همچنین خوانندگانی از رشته های مختلف که علاقه مند به استفاده از فناوری ها و روش های لمسی پوستی در زمینه مورد علاقه خود هستند.

This work addresses the challenge of providing effective cutaneous haptic feedback in robotic teleoperation, with the objective of achieving the highest degree of transparency whilst guaranteeing the stability of the considered systems. On the one hand, it evaluates teleoperation systems that provide only cutaneous cues to the operator, thus guaranteeing the highest degree of safety. This cutaneous-only approach shows intermediate performance between no force feedback and full haptic feedback provided by a grounded haptic interface, and it is best suitable for those scenarios where the safety of the system is paramount, e.g., robotic surgery. On the other hand, in order to achieve a higher level of performance, this work also investigates novel robotic teleoperation systems with force reflection able to provide mixed cutaneous and kinesthetic cues to the operator. Cutaneous cues can compensate for the temporary reduction of kinesthetic feedback necessary to satisfy certain stability conditions.

This state-of-the-art volume is oriented toward researchers, educators, and students who are interested in force feedback techniques for robotic teleoperation, cutaneous device design, cutaneous rendering methods and perception studies, as well as readers from different disciplines who are interested in applying cutaneous haptic technologies and methods to their field of interest.