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在考慮過現有的技術和他們用戶的需求后，決定開發出一個新的工具，可通過虛擬用戶界面來操縱現實世界的設備。而選擇了可以通過虛擬顯示技術VR技術的應用來直觀地進行操縱的機械臂，以作為目標的概念驗證。為了快速高效地打造出這個系統，快速原型開發工具和迭代開發形式的、靈活的、跨域的設計流程。數學建模、MATLAB仿真、計算機輔助設計、開源電子硬件、3D打印、以及快速的制作方法都是這個項目成功的關鍵。

開發虛擬控制

現在這個虛擬應用可以準確而直觀地控制機械手臂。這個應用不僅可以實時進行控制，而且還能輕松地錄制一個機械手臂的動作路徑。這樣用戶就能“教導”機械手臂進行定的動作，而無需任何高級的編程知識。錄制一個新的動作十分簡單：按下錄制按鈕，在VR中啟用機械手臂的末端執行器，并將其拖入3D場景中就可以了。

潛在的應用

在這次概念驗證中機械手臂比較小，但這個方法同樣可以用于強大的工業機器之中。想象一下，整個工廠都可以在VR中進行設計和編程，包括所有的機械動作。不再需工業機器人域的專家，也不再需要花費大量的時間和經歷來為低階的機械手臂進行編碼。通過這個架構，任何人都可以輕松而快速地為機器的行為進行編程，或者重新編程。有些公司已經開發出可輕松進行編程的機械手臂，但目前很少有公司會利用到VR的直觀性和沉浸感。

這個虛擬控制系統可讓用戶與遠程的機器系統進行交互，甚至是與危險的機器系統進行交互。例如，一名在外地的外科醫生可以直觀地對本地病人進行手術，而且不需要對機械控制進行高強度的訓練就可以輕松實現。

在開發中學習

盡管這個項目只是一個概念驗證，但在制作VR機械手臂系統的過程中，知道如何連接虛擬世界和現實世界。在設計這個創新性工具時所積累的經驗對用戶是有幫助的，希望這個項目可以啟發其他的工程師來開發融合VR直觀性的控制系統。

技術要點

這個項目成功運用了3D模型的骨骼反向IK技術，通過HTC VIVE獲得模型手的空間位置，實時設定骨骼末端節點的空間位置， 通過反向IK驅動機械手臂的其他骨骼節點， 這個應用具有比較高的實用價值。WONGLOVE+系列手套可以與機械臂集成實現反向IK應用。