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Verfahren und Vorrichtung zur Bewegungssteuerung eines virtuell verkörperten realphysischen Avatars, Computerprogramm zur Durchführung eines solchen Verfahrens
Branchen:
Gesundheit, Medizintechnik, Mess- & Mikrosystemtechnik
Angebote:
Lizensierung, Kooperation
erstellt am:
letzte Änderung:
Virtual Reality Displays geben bewegungsbehinderten Anwendern die Sicht eines realen Roboters wieder. Durch Virtual Reality Controller können die Extremitäten der Roboter gesteuert werden, entweder direkt (Controller heben hebt Roboter-Arm) oder indirekt durch Interaktion mit virtuellen Schaltflächen. Dadurch „verkörpern“ die Anwenderinnen und Anwender den Roboter, werden sozusagen zu seinem Piloten. Sie fühlen sich so, als würden sie sich als Roboter durch die Welt bewegen, obwohl sie selbst z.B. bewegungseingeschränkt sind. Hier liegen jedoch Herausforderungen insbesondere dann, wenn die Anwender sich in liegender Position befinden und somit Kopf, Hände und generell die physische Bewegung nicht beliebig frei sind.
Für die beschriebene Zielgruppe gibt es heute keine Möglichkeit, ihren realen Körper an beliebige Orte zu bewegen. Durch VR-verkörperte Roboter wird das möglich. Die hier beschriebenen Verfahren erlauben eine einfache Interaktion durch den Roboter mit der Roboter-Umwelt. Die Anwender können den Roboter navigieren, ohne spezielle VR-Interaktionen erlernen zu müssen.
Für die beschriebene Zielgruppe gibt es heute keine Möglichkeit, ihren realen Körper an beliebige Orte zu bewegen. Durch VR-verkörperte Roboter wird das möglich. Die hier beschriebenen Verfahren erlauben eine einfache Interaktion durch den Roboter mit der Roboter-Umwelt. Die Anwender können den Roboter navigieren, ohne spezielle VR-Interaktionen erlernen zu müssen.
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Hintergrund
In der Pflege und Versorgung alternder oder bewegungseingeschränkter Personen spielt Robotik mehr und mehr eine Rolle. Aktuelle Forschungsprojekte nutzen sogenannte Pflegeroboter, die dem Personal zur Hand gehen, Routinearbeiten wie das Messen des Blutdrucks übernehmen oder den gepflegten Personen den Alltag erleichtern. Jedoch können diese ein Problem nicht lösen: Eine auf das Bett angewiesene, liegende Person ist weiterhin nicht in der Lage, selbstbestimmt andere Orte zu besuchen und am Leben außerhalb der Pflegeeinrichtung teilzunehmen.
Entwicklungsstand
Durch Kopplung einer VR-Brille mit einem entsprechenden Pflegeroboter wird es möglich, dass bei Kopfbewegungen (VR-Brille) die Sicht in die reale Welt ebenfalls angepasst wird (Roboter). Anwender erleben also die Sicht des Roboters in der VR-Brille (s. Abbildung). Dies kann mit VR-Controllern gekoppelt werden, sodass damit auch die Arme / Hände des Roboters gesteuert werden. Die Anpassung des Erlebnis an liegende Personen ist eine Herausforderung, da diese meist nur eingeschränkt Kopf und Hände bewegen können. Es werden verschiedene Verfahren zur Lösung beschrieben, z.B. durch EyeTracking / Blickerfassung. Das Überwinden physischer Hindernisse ist für manche Roboter ebenfalls problematisch. Die Erfindung beschreibt Methoden, die der „VR-Teleportation“ nahe kommen, indem zwischen mehreren Robotern hin und her gesprungen werden kann.
Verschiedene Interaktionen sind beschrieben: Am Roboter werden reale Bedienelemente angebracht, ähnlich zu einem Krankenrollstuhl. Die Roboterarme/-hände werden durch VR-Controller vom Anwender gesteuert, sodass der Roboter die realen Bedienelemente bedienen kann. Anstelle realer Bedienelemente am realen Roboter können auch virtuelle Bedienelemente (Buttons, Schaltflächen, etc.) in die Sicht des Anwenders eingeblendet werden. Als letzte beschriebene Alternative werden feste Buttons am Controller des VR-Systems genutzt. Diese können fest so belegt sein, dass durch Druck einer oder mehrerer der Tasten ein Wechsel vom „VR-Simulation bedienen“ in den „Roboter bewegen“ Modus ermöglicht wird. Damit können Anwenderinnen und Anwender entscheiden, ob er in der VR-Szene interagieren oder den Roboter steuern möchte.
Verschiedene Interaktionen sind beschrieben: Am Roboter werden reale Bedienelemente angebracht, ähnlich zu einem Krankenrollstuhl. Die Roboterarme/-hände werden durch VR-Controller vom Anwender gesteuert, sodass der Roboter die realen Bedienelemente bedienen kann. Anstelle realer Bedienelemente am realen Roboter können auch virtuelle Bedienelemente (Buttons, Schaltflächen, etc.) in die Sicht des Anwenders eingeblendet werden. Als letzte beschriebene Alternative werden feste Buttons am Controller des VR-Systems genutzt. Diese können fest so belegt sein, dass durch Druck einer oder mehrerer der Tasten ein Wechsel vom „VR-Simulation bedienen“ in den „Roboter bewegen“ Modus ermöglicht wird. Damit können Anwenderinnen und Anwender entscheiden, ob er in der VR-Szene interagieren oder den Roboter steuern möchte.
Dateien
Ansprechpartner Schutzrechte
Jan-Henryk Richter-Listewnik
Hochschule Anhalt
Zentrale Betriebseinheiten
Forschungs-, Transfer- und Gründerzentrum
Bernburger Straße 55
06366
Köthen
Tel.:+49 3496 675301