Bimanuelle vs. einarmige Teleoperation

Wenn Sie den OpenArm-Pfad abgeschlossen haben, verstehen Sie bereits, was Teleoperation ist und warum sie bessere Trainingsdaten liefert als skriptgesteuerte Bewegungen. Die bimanuelle Teleoperation teilt diese Grundlagen, bringt jedoch zwei zusätzliche Herausforderungen mit sich, die alles, was Sie in den Einheiten 4 und 5 tun, prägen werden:

Einarmig (OpenArm)

Ein Aktionsraum

6 Gelenkwinkel + Greifer. Ihr mentaler Fokus liegt ausschließlich auf der Position des Endeffektors und dem Griff. Die Wiederherstellung nach Fehlern erfolgt lokal – nur der eine Arm muss zurückgesetzt werden.

Bimanuell (DK1)

Zwei gekoppelte Aktionsräume

12 Gelenkwinkel + 2 Greifer. Die Arme müssen sich rechtzeitig koordinieren. Ein Fehler eines Arms macht den Zustand des anderen oft ungültig. Beide Arme müssen vor dem erneuten Versuch in eine konsistente Ausgangshaltung zurückkehren.

Die wichtigste Implikation: Die bimanuelle Teleoperation erfordert bewusstere, langsamere Bewegungen – insbesondere in den frühen Sitzungen. Rushing führt zu inkonsistenten Demonstrationen, die schwer zu trainieren sind. Streben Sie eine gleichmäßige und wiederholbare Geschwindigkeit an.

Tiefergehende Lektüre – optional

Übersicht über Teleoperationssysteme

Behandelt Leader-Follower-Architekturen, haptisches Feedback, Latenzanalyse und die Kompromisse zwischen verschiedenen Teleoperationsparadigmen für bimanuelle Systeme. In der Robotik-Bibliothek öffnen →

Bimanueller Sitzungsaufbau

Die vollständige Anleitung zur Sitzungseinrichtung finden Sie unter hardware/dk1/data-collection. Die folgenden fünf Schritte fassen den Ablauf für Ihre erste bimanuelle Sitzung zusammen:

  1. Beide Mitnehmerarme nach Hause bringen

    Bringen Sie vor jeder Sitzung beide Arme in ihre Ausgangshaltung robot.home(). Die Ausgangshaltung ist in Ihrer Konfigurationsdatei definiert und bringt beide Arme in eine neutrale, symmetrische Position, wobei die Endeffektoren nach oben zeigen und die Greifer geöffnet sind. Bevor Sie fortfahren, vergewissern Sie sich, dass beide Arme ohne Fehlerflags die Ausgangsposition erreichen.

  2. Starten Sie den bimanuellen Teleoperationsserver

    Starten Sie den DK1-Teleop-Knoten: ros2 launch dk1_teleop bimanual_leader_follower.launch.py config:=~/dk1-config.yaml. Im Terminal sehen Sie eine synchronisierte gemeinsame Zustandsspiegelung sowohl für den linken als auch für den rechten Follower. Die Web-Benutzeroberfläche unter localhost:8080/dk1/teleop zeigt die Live-Visualisierung beider Arme.

  3. Stellen Sie die Geschwindigkeit für Ihre erste Sitzung auf 25 % ein

    Bimanuelle Sitzungen profitieren von einer geringeren Anfangsgeschwindigkeit als einarmige Übungen. Satz speed_scale:=0.25 im Startbefehl. Bei 25 % haben Sie Zeit, über die Koordination zwischen den beiden Armen nachzudenken, bevor Sie reagieren. Erhöhen Sie den Wert auf 50 %, sobald Sie die Cube-Übergabe konsistent ausführen können.

  4. Kalibrieren Sie den Arbeitsbereich für zwei gleichzeitige Arme

    Während die Teleop-Sitzung läuft, bewegen Sie den Führungsarm langsam durch die Ränder Ihres vorgesehenen Aufgabenbereichs und beobachten Sie, wo die Follower an ihre Gelenkgrenzen stoßen. Identifizieren Sie die bimanuelle Überlappungszone – den Bereich, den beide Arme gleichzeitig erreichen können – und markieren Sie ihre Grenze mit Klebeband, falls Sie dies noch nicht in Einheit 1 getan haben. Alle Aufgabenobjekte während der Datenerfassung beginnen und enden innerhalb dieser Zone.

  5. Üben Sie die Aufgabe zur Würfelübergabe

    Platzieren Sie einen 5 cm großen Schaumstoffwürfel in der Mitte des bimanuellen Arbeitsbereichs. Üben Sie diese Sequenz: Der rechte Arm greift den Würfel vom Tisch → hebt ihn in die Mitte des Arbeitsbereichs → Der linke Arm greift vom rechten Arm → Der rechte Arm lässt ihn los → Der linke Arm platziert den Würfel auf der linken Seite des Arbeitsbereichs → Beide Arme kehren in die Ausgangsposition zurück. Wiederholen Sie diesen Vorgang, bis Sie diese Sequenz sechsmal hintereinander sauber ausführen können. Dies ist die Aufgabe, die Sie in Einheit 4 aufzeichnen werden.

Der 5-Minuten-Meilenstein

Sobald Sie mit der Würfelübergabe vertraut sind, führen Sie eine 5-minütige kontinuierliche Teleoperationssitzung durch, ohne anzuhalten, die Verbindung zu trennen oder einen Gelenkbegrenzungsfehler an einem der Arme auszulösen. Dies bestätigt, dass Ihre Hardware, USB-Verbindungen und Ihr CAN-Bus stabil genug sind, um eine vollständige Aufzeichnungssitzung mit 100 Demonstrationen in Einheit 4 zu unterstützen.

Wenn einer der Arme während des 5-Minuten-Tests stoppt, notieren Sie sich den Fehlercode und prüfen Sie die Fehlerbehebungstabelle von Gerät 2, bevor Sie fortfahren. Ein Hardwareproblem, das einen 5-minütigen Test unterbricht, unterbricht Ihre Datenerfassungssitzung im ungünstigsten Moment.

Einheit 3 ​​abgeschlossen, wenn...

Sie können beide Arme 5 Minuten lang ununterbrochen teleoperieren, ohne dass es zu Unterbrechungen, Synchronisierungsfehlern oder Gelenkgrenzauslösungen an beiden Armen kommt. Sie können die Würfelübergabeaufgabe sauber ausführen – gleiche Startposition, gleicher Übergabepunkt, gleiche Endposition – mindestens 6 Mal von 10 Versuchen. Beide Arme kehren vor jedem Versuch ohne manuelle Anpassung in die Ausgangsposition zurück. Diese Konsistenz tragen Sie in Einheit 4 mit.