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設(shè)備與工具在ICRA2018上舉行了一場關(guān)于「無人機人機交互：挑戰(zhàn)與前沿」的研討會，與機器人領(lǐng)域的其他研究領(lǐng)域相比，針對無人機的人機交互主題頗為新穎。
從產(chǎn)業(yè)、市場、資本等角度看，無人機近兩年一直處于「降溫」階段，商業(yè)化的無人機已經(jīng)進(jìn)入了一個「寡頭時代」，消費類市場的熱度也在下降，無人機廠商也在努力向行業(yè)、專業(yè)級業(yè)務(wù)靠攏，創(chuàng)業(yè)廠商淘汰了一批又一批，資本對于無人機創(chuàng)業(yè)公司的關(guān)注也慢慢轉(zhuǎn)移到了其他「風(fēng)口」。和產(chǎn)業(yè)界不同的是，學(xué)術(shù)界對于無人機的研究如同之前一樣充滿熱情，這種能夠飛行的機械給機器人制空領(lǐng)域帶來了無限可能。
在正舉行的 ICRA 2018上，其中一個「Half Day Workshops & Tutorials」專場中，舉行了一場關(guān)于「無人機人機交互：挑戰(zhàn)與前沿」（Human-Robot Interaction with UAVs: Challenges and Frontiers）的研討會。顧名思義，其中大多數(shù)講者的討論都是圍繞著「人-機」如何更好地合作、交流為主題。隨著技術(shù)、材料、傳感器、控制系統(tǒng)飛速發(fā)展，對無人機的研究目前來看已經(jīng)趨于成熟，但盡管如此，與機器人領(lǐng)域的其他研究領(lǐng)域相比，針對無人機的人機交互主題頗為新穎。
簡單來說，這次研討會的主要目標(biāo)是：
首先，研討會上重點介紹了無人機在人機交互方面的最新進(jìn)展，展示和交流關(guān)于此研究的先進(jìn)方法和研究人員目前面臨的挑戰(zhàn)。其次，討論可交互的飛行機器人可以解決哪些任務(wù)以及有哪些新的飛行機器人的人機交互方式。
此次研討會上，對于產(chǎn)業(yè)界已有的商用無人機的幾種主流交互方式做了相應(yīng)的歸類和總結(jié)和分析：
「地面站」
以 Parrot 子公司 senseFly 為代表的測繪無人機，目前采用了主流的「地面站」式操作方式。該公司的 eMotion 地面站操作軟件宣稱是「任何人都可以使用的高級可擴(kuò)展軟件」，簡潔易操作，對初學(xué)者很友好，優(yōu)化了很多「高級功能」可幫助操作人員快速啟動無人機，同時簡單地收集和管理所需相應(yīng)的數(shù)據(jù)。eMotion 是目前唯一支持固定翼和多旋翼飛行器操作的專業(yè)級無人機軟件。全 3D 的顯示為無人駕駛飛行管理增添了新的交互，能夠幫助用戶更準(zhǔn)確地計劃、模擬和控制無人機的飛行軌跡，實現(xiàn)更安全的飛行，并獲得更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。
這種「地面站」軟件的操作是目前專業(yè)級無人機對人機交互方面比較主流操作方式之一，優(yōu)缺點都很明顯，優(yōu)點在于精準(zhǔn)、可針對行業(yè)領(lǐng)域定制化，缺點是交互方式過于傳統(tǒng)，不便攜。
「手勢操作」
DJI 在2016年推出的 Mavic Pro 在當(dāng)時被評價為航拍無人機新標(biāo)準(zhǔn)，憑借的便是基于先進(jìn)的機器視覺技術(shù)的飛行系統(tǒng)，可以實現(xiàn)多種方式的手勢操作。而最新的 Mavic Air 采用了 FlightAutonomy 2.0 系統(tǒng)，配備7個視覺傳感器、新的飛控導(dǎo)航算法，與機身內(nèi)的15組傳感器協(xié)作，可實時構(gòu)建飛行器周圍的三維地圖；前后及底部雙目視覺進(jìn)一步提升感知能力，前后探測距離遠(yuǎn)達(dá)20米，除了能讓無人機更安全的飛行之外，多了更豐富的操作交互體驗，操作者可以使用手勢來控制無人機的飛行，無人機本身也有輔助飛行系統(tǒng)來執(zhí)行一些「跟拍」等任務(wù)動作。
這種方式在消費級無人機身上優(yōu)勢明顯，擺脫了遙控器，讓操作更加簡便，隨身戶外攜帶也更方便。但是這種方式在大型的專業(yè)機上就不太合適，因為手勢控制的局限在于距離，大型專業(yè)無人機作業(yè)時經(jīng)常處于視距外飛行，所以需要更長距離的控制才行。
「自主飛行」
無論是地面站、遙控器等控制方式，還是手勢控制、輔助飛行等軟件控制，最終都是需要人為主動操作對無人機進(jìn)行控制，而有些研究者人為在未來的發(fā)展中，無論是無人機還是其他機器人都應(yīng)該是更智能的、自主運動的。在研討會上，演講者聊到了美國初創(chuàng)公司 Skydio 的無人機新品—— Skydio R1。
據(jù)外媒報道，這款 R1 產(chǎn)品不需要任何的遙控器控制，是一臺「純視覺」的無人機。通過機身搭載的 13 臺攝像機以及一臺深度運動傳感器，R1可以緊緊跟隨目標(biāo)物體飛行。此外，系統(tǒng)自帶的自動駕駛功，能讓 R1 在飛行過程中避免和其它物體碰撞，產(chǎn)生傷害。Skydio 宣稱，這款無人機所有的任務(wù)都可以通過其自帶系統(tǒng)完成，不需要人為操作。
目前國內(nèi)還沒有這款機器的真機評測，也不知道這款機器是否像宣傳中的那樣智能、穩(wěn)定，但即便宣傳與現(xiàn)實相符，Skydio R1也是作為消費級航拍無人機來實現(xiàn)這些自動技術(shù)，如果技術(shù)用在工業(yè)上，還不知道可不可行。
整個研討會的多數(shù)講者對于無人機交互的結(jié)論，大多都是需要無人機在多數(shù)情況下更智能，在特定情況下更可控。又要智能，又要可控，這種技術(shù)上的研究和兩個要求的平衡，是接下來飛行機器人人機交互研究的重點，也是接下來面臨的挑戰(zhàn)。
當(dāng)然，以上只是主流的無人機交互/控制手段，還有給更多的方式需要研究者們挖掘。
人機交互和融合是一個需要長遠(yuǎn)規(guī)劃的大命題。與地面機器人人機交互不同的是，無人機更難控制，變量更大。首先需要在保證安全的同時，提升操作的穩(wěn)定性、精準(zhǔn)性，能夠在空中完成各種復(fù)雜的動作。單是這種研究就已經(jīng)十分困難，在機械研究的同時，為無人機添加智能化的交互系統(tǒng)更是極大的挑戰(zhàn)。
這其中需要針對無人機不同領(lǐng)域、不同應(yīng)用、不同環(huán)境狀況來調(diào)整無人機和人的交互方式，短期來說，在特定范圍內(nèi)的智能研究是個重點，長期來說，如何融合各種不同狀況下無人機的應(yīng)對能力，才是人機交互未來的大方向。
簡而言之，結(jié)論：無人機的人機交互方向還有很大的研究空間。
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