在考慮過現有的（de）技術和他（tā）們用戶的需求（qiú）後，決（jué）定開（kāi）發出一個新（xīn）的工具，可通過虛擬（nǐ）用戶界麵來操縱現實世（shì）界的設（shè）備。而選擇了可以通過虛擬顯示技（jì）術VR技術的應（yīng）用來直觀地進行操縱的機械臂，以作為目標的概念（niàn）驗證。為了快速高效地打造出（chū）這（zhè）個係統，快速原型開發（fā）工具和迭代開發形式（shì）的、靈活的、跨域的設計（jì）流程。數學建模、MATLAB仿真、計算機輔助設計、開源電（diàn）子（zǐ）硬件、3D打印、以及快速的製作方法都（dōu）是這個項目成功的關鍵。

開發虛擬控製

現在這個虛擬應用可以準確而直觀地控製機（jī）械手臂（bì）。這個應用不僅可以實時進行控（kòng）製，而且還能輕鬆地錄製一（yī）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（ér）無（wú）需任何高級的編（biān）程知識。錄製一個（gè）新的動作（zuò）十（shí）分簡單：按下錄製按鈕，在VR中（zhōng）啟（qǐ）用機械手臂的末端執（zhí）行（háng）器，並將其拖入（rù）3D場景中就可（kě）以了。

潛在的應用（yòng）

在這次概念（niàn）驗證中機械手臂比較小，但這個方法（fǎ）同樣可以用於強大的工業機器之中（zhōng）。想象一下，整個工廠都可（kě）以在VR中進行設（shè）計和編程（chéng），包括所有（yǒu）的機械動作。不再需工（gōng）業機器人域（yù）的專家，也不再（zài）需要花費大量的時間和經曆來為低階的機械手臂進行編碼。通過這個架構，任何人都可以輕鬆而快速地為機器的行為進行編程，或者重（chóng）新編（biān）程。有些公司（sī）已經開發（fā）出可輕（qīng）鬆進行（háng）編程的（de）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。

這個虛擬控製係統（tǒng）可讓用戶與遠程的機器（qì）係統進行交互，甚至是與危險的機器係統進行交互。例如，一名在外地的外科醫生可以直觀地對本地病人（rén）進行手術，而且不需要對機械控製進行（háng）高強度的訓練就可以輕鬆實現。

在開發中學習

盡管這個（gè）項目隻是一個概念驗證，但在製作VR機械手臂係統的（de）過程中，知道如何連接虛擬世界和現實世界。在（zài）設計這個創新性工具時所積累（lèi）的經驗對用戶是有幫助的，希望這（zhè）個項目可以啟發其（qí）他的工程師來開發融合VR直觀性的控製（zhì）係統（tǒng）。

技術要點（diǎn）

這個項目成功運用了3D模型的骨骼反（fǎn）向IK技術，通過HTC VIVE獲得（dé）模型（xíng）手的空間位置，實（shí）時設定骨骼末端節點的空間位置， 通過反向（xiàng）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（zhí）。WONGLOVE+係列手套可以與（yǔ）機械臂集成實現反向IK應用。