遙操作機器人系統通常採用類似彈簧的力將從機器人拉向主機器人的位置,以跟蹤操作者的運動。然而,這種控制策略存在一個根本性的權衡:當從機器人剛度較低時,跟蹤精度會下降;但高剛度又可能對從機器人環境中的人或物體造成危險。為了解決這一安全與精度之間的矛盾,來自日本的研究團隊提出了一種新穎的意圖同化控制(Intention Assimilation Control, IAC)策略。該研究由Atsushi Takagi等人完成,相關論文於2026年5月7日提交至arXiv預印本平臺。
與傳統方法不同,IAC不傳輸主機器人的當前位置,而是估計主機器人的目標位置並將其傳送給從機器人。這樣一來,從機器人可以在保持低剛度的同時實現高精度跟蹤,並且其阻抗能夠根據操作者的意圖動態調整或自動調節以滿足任務要求。該控制器在兩臺7自由度機械臂上得到驗證,展示了在不同阻抗條件下的高跟蹤精度。
研究人員進行了四項實驗,比較了IAC與傳統的遙阻抗控制(Tele-Impedance Control, TIC)在自由跟蹤、氣球互動、插銷插入以及力反饋桌面拋光等任務中的表現。結果令人矚目:IAC不僅提高了跟蹤精度,還改善了任務完成率並縮短了完成時間。該控制方法使機器人能精確復現操作者的運動,同時賦予操作者根據自身意圖調節阻抗的自由,在單邊和雙邊遙操作中提供了對從機器人位置和阻抗前所未有的控制水平。
這項研究的潛在應用廣泛,包括危險環境作業、遠端醫療手術、精細製造等需要兼顧安全與精度的場景。透過引入意圖估計,IAC為遙操作領域提供了一種新的正規化,有望推動下一代人機協作系統的發展。