科研

面向可穿戴机器人的共享控制界面

这项工作构建了一种基于智能手表的人机交互界面,让可穿戴机器人用户可以通过滑动手势、振动确认和视觉反馈,主动指令运动模式转换。换句话说:当自动意图识别不确定时,用户可以直接告诉机器人自己想进入什么模式。

IEEE EMBC 2025 共享控制 人机交互 智能手表界面 触觉反馈
用于假肢模式切换的智能手表界面(EMBC 2025)
智能手表界面显示四个活动模式象限,并分别高亮步行、上楼、下楼和坐立指令状态。 Adapted from Lang et al., IEEE EMBC 2025. © 2025 IEEE.
问题与贡献

全自动意图识别很强大,但用户仍然需要信心和主动权;共享控制界面让用户能够简单地指令系统,并确认机器人是否理解了自己的意图。

我的角色

我参与了基于智能手表的共享控制界面开发,用于用户主动发出假肢运动模式指令并接收反馈。

挑战

用户需要一种直观、显式的方式来指令假肢的模式切换。

贡献

基于智能手表手势和触觉反馈的用户主动模式控制。

本研究于密歇根大学 LocoLab 开展,导师为 Robert D. Gregg 教授。

用户指令流程
  1. 1 滑动手势 智能手表滑动手势从四种运动模式中选择其一。
  2. 2 视觉确认 手表显示所选模式,供用户确认。
  3. 3 触觉反馈 振动触觉提示确认指令已被接收。
  4. 4 模式指令 假肢通过 TCP 链路切换模式。
佐证
模式指令成功执行
可靠性
无误触发切换
安全
用户在环指令
共享控制
智能手表指令时序与模式选择演示(EMBC 2025)
指令时间线展示智能手表在步行、坐立、上楼和下楼模式之间的选择,并标注 250 ms 时间尺度。 Adapted from Lang et al., IEEE EMBC 2025. © 2025 IEEE.
智能手表反馈与假肢指令工作流(EMBC 2025)
实验路径图展示用于手表指令模式转换测试的坡道、高台、楼梯、直线路径和凳子位置。 Adapted from Lang et al., IEEE EMBC 2025. © 2025 IEEE.

技术栈

人机交互(HRI) 可穿戴 UI / UX 振动触觉反馈设计 Android / Java TCP 网络通信 实时假肢控制
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相关知识产权

相关专利申请 / 备案:Limb-Assistive Device and System with User-Wearable Interface,美国临时专利申请 63/839,889。