elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Model-Augmented Haptic Telemanipulation: Concept, Retrospective Overview, and Current Use Cases

Hulin, Thomas und Panzirsch, Michael und Singh, Harsimran und Coelho, Andre und Balachandran, Ribin und Pereira, Aaron und Weber, Bernhard und Bechtel, Nicolai und Riecke, Cornelia und Brunner, Bernhard und Lii, Neal Yi-Sheng und Klodmann, Julian und Hellings, Anja und Hagmann, Katharina und Quere, Gabriel und Bauer, Adrian Simon und Sierotowicz, Marek und Lampariello, Roberto und Vogel, Jörn und Dietrich, Alexander und Leidner, Daniel und Ott, Christian und Hirzinger, Gerhard und Albu-Schäffer, Alin Olimpiu (2021) Model-Augmented Haptic Telemanipulation: Concept, Retrospective Overview, and Current Use Cases. Frontiers in Robotics and AI, 8 (611251). Frontiers Media S.A. doi: 10.3389/frobt.2021.611251. ISSN 2296-9144.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
5MB

Kurzfassung

Certain telerobotic applications, including telerobotics in space, pose particularly demanding challenges to both technology and humans. Traditional bilateral telemanipulation approaches often cannot be used in such applications due to technical and physical limitations such as long and varying delays, packet loss, and limited bandwidth, as well as high reliability, precision, and task duration requirements. In order to close this gap, we research model-augmented haptic telemanipulation (MATM) that uses two kinds of models: a remote model that enables shared autonomous functionality of the teleoperated robot, and a local model that aims to generate assistive augmented haptic feedback for the human operator. Several technological methods that form the backbone of the MATM approach have already been successfully demonstrated in accomplished telerobotic space missions. On this basis, we have applied our approach in more recent research to applications in the fields of orbital robotics, telesurgery, caregiving, and telenavigation. In the course of this work, we have advanced specific aspects of the approach that were of particular importance for each respective application, especially shared autonomy, and haptic augmentation. This overview paper discusses the MATM approach in detail, presents the latest research results of the various technologies encompassed within this approach, provides a retrospective of DLR's telerobotic space missions, demonstrates the broad application potential of MATM based on the aforementioned use cases, and outlines lessons learned and open challenges.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/142975/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Model-Augmented Haptic Telemanipulation: Concept, Retrospective Overview, and Current Use Cases
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Hulin, ThomasThomas.Hulin (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3814-075XNICHT SPEZIFIZIERT
Panzirsch, MichaelMichael.Panzirsch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0647-7147NICHT SPEZIFIZIERT
Singh, Harsimranharsimran.singh (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6735-9945NICHT SPEZIFIZIERT
Coelho, Andreandre.coelho (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0917-5574NICHT SPEZIFIZIERT
Balachandran, Ribinribin.balachandran (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7560-471XNICHT SPEZIFIZIERT
Pereira, AaronAaron.Pereira (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Weber, BernhardBernhard.Weber (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7857-0201NICHT SPEZIFIZIERT
Bechtel, NicolaiNicolai.Bechtel (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Riecke, CorneliaCornelia.Riecke (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brunner, BernhardBernhard.Brunner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0002-8459-7934NICHT SPEZIFIZIERT
Lii, Neal Yi-ShengNeal.Lii (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Klodmann, JulianJulian.Klodmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hellings, AnjaAnja.Hellings (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hagmann, Katharinakatharina.hagmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Quere, GabrielGabriel.Quere (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1788-3685NICHT SPEZIFIZIERT
Bauer, Adrian Simonadrian.bauer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1171-4709NICHT SPEZIFIZIERT
Sierotowicz, MarekMarek.Sierotowicz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8040-6438NICHT SPEZIFIZIERT
Lampariello, RobertoRoberto.Lampariello (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8479-2900NICHT SPEZIFIZIERT
Vogel, JörnJoern.Vogel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1987-0028NICHT SPEZIFIZIERT
Dietrich, AlexanderAlexander.Dietrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3463-5074NICHT SPEZIFIZIERT
Leidner, Danieldaniel.leidner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5091-7122NICHT SPEZIFIZIERT
Ott, ChristianChristian.Ott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0987-7493NICHT SPEZIFIZIERT
Hirzinger, GerhardGerd.Hirzinger (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, Alin OlimpiuAlin.Albu-Schaeffer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074142115867
Datum:11 Juni 2021
Erschienen in:Frontiers in Robotics and AI
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:8
DOI:10.3389/frobt.2021.611251
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Zoulias, Ioannis D.United Kingdom Atomic Energy Authority, United KingdomNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Frontiers Media S.A
Name der Reihe:Legacy Disruptors in Applied Telerobotics
ISSN:2296-9144
Status:veröffentlicht
Stichwörter:telerobotics, model-augmented telemanipulation, shared control, shared autonomy, haptic constraints
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Roboterdynamik & Simulation [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Hulin, Dr. Thomas
Hinterlegt am:26 Jul 2021 16:11
Letzte Änderung:11 Sep 2023 13:24

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.