中国TED——狂热的机器人狂客

扫街

狂热的机器人爱好者，南京外国语学校“创新社”创始人,机器人“万向轴”的作者，并拥有多项国家创新大赛奖项，2项国家专利。 谷逍驰高中毕业拿到剑桥的offer，拒之，开始赴美漂学实践，13年9月开始手部动作捕捉装置的项目，今年三月正式组建团队，近期在美国Nevada注册公司，10月份再次选择赴笈剑桥。
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Dexta Robotics 的创始人谷逍驰（Aler Gu）以前就做过许多种机械手，时间一长，他发现研究所里手部 传感器结构复杂的切造价高昂，距离消费者遥远，商品化的方案非常有限，至少在市面上还见不到一套成熟美观且价格低廉的手部动作捕捉装置，于是他和他的团队决定自己来做一套满足上述条件的手部动作捕捉 传感器，这就是Dexmo-HMI。

Dexmo可以捕捉控制者的手部动作，进行更精准的 机器人手部控制。以拆弹 机器人为例子，目前的拆弹机器人搭载的一般只是夹取器，工作也只是转移疑似爆炸物到远处进行爆破，并不能进行更精确的控制。而利用Dexmo，配合同时开发中的力反馈功能，机械手握住物体的这种“握持感”可以远程传递到控制者手上，从而进行灵巧机械手的精细控制。也就是说，Dexmo不仅仅是一个输入装置，也可以成为一个双向的输出装置。

据谷逍驰描述，他做这套设备的初衷是为了控制机械手，但是当这个项目发展到中期的时候， 虚拟现实行业突然火了起来，经过一些调查后谷逍驰发现，不光是机器人行业的手部捕捉的方案有限， 虚拟现实行业同样如此。

目前人们带着头戴式显示器（例如 Oculus Rift）的时候手上仍然要握着鼠标和键盘，在谷逍驰看来这是一种相当反人类的操作方式，因为头戴式显示器的目的就是提供“浸入式体验”，为了看清楚键盘而挪开显示器十分有碍这种体验。Dexmo提供的交互方式可以让虚拟现实玩家在带上头戴式显示器后可以看清自己在游戏中的双手，并且将现实中的手部动作输入进虚拟世界中，增加了浸入感。力反馈功能将打开让用户“抓取”虚拟物体的可能性。想象一在虚拟世空间中有一个虚拟水杯，配合上力反馈的Dexmo可以让佩戴者在现实世界中“抓住”不存在的虚拟物体，以建立起虚拟世界和现实世界初步的触感的联系。

这款产品从去年9月开始开发，Dexta Robotics团队今年3月组建，并于近期在美国成立了公司。团队目前有五个人，谷逍驰（Aler Gu）、张逸飞（I.F.）、孙维泽（Sunny）、卞远哲（Rijn）以及马安南（MAN）。

谷逍驰说，因为公司小，所以几乎每个人都需要身兼数职，他们分别有着机械工程师、结构工程师、嵌入式工程师、算法工程师、软件工程师、平面设计师、摄影师、视频编辑、网站前端后端以及运营销售等各种角色，非常辛苦，但每个人的干劲都很大。因为市场此前上没有过外骨骼结构的手部动作检测，所以产品的前期研发一直集中在硬件本身。

市面上的手部动作捕捉手套主要有两类，惯性检测单元和弯曲传感器类。利用惯性检测单元方案的有IGS glove、control VR，比较有名的弯曲传感器方案的有5DT、Cyberglove Systems。Dexmo采用的外骨骼结构来进行手部动作捕捉是一种比较新颖的方式，设计中没有用到昂贵的传感器，而是将手部的弯曲动作通过一组连杆分解并且映射到到造价低廉同时精准度相对较高的旋转传感器上，连杆等机械部件可以通过开模等方式进行生产，从而进一步降低成本。另外，在外骨骼上添加力反馈组件更加容易。

现在产品的开发重心已经转移到了软件上，读取手部的数据和通过软件对这些数据进行分析来建立一个相对精准的手部模型是两大难点。团队通过对手指数据的进行外骨骼的正运动学建模，算出的坐标点进行手指的逆运动学分析，在长时间尝试之后开发出了几套相对完善的手部模型重建程序。相对于比较容易被复制的硬件，手部模型重建的算法和软件是团队的主要竞争力。目前机械手部动作捕捉以及力反馈方案已经在国内和国外申请了三份专利。

Dexmo的低价版本将于近期登陆Kickstarter，谷逍驰表示自己和团队是真的很用心的在做这个项目，也想尽力把事情做好，在完善微型化力反馈装置的开发的同时，尽量将其价格定的更加亲民，让更多人能体验到机器人和虚拟现实的乐趣。谷逍驰并不想抛头露面，也不想过早讲述各种经历，而是希望大家更多把焦点放在Dexmo这款产品上，这倒是十分符合“技术男”低调的特点。

市面上的商用产品化的手部动作捕捉手套（data gloves）使用的技术主要有几类：IMU（inertia measuring unit）惯性检测单元 方案、 弯曲传感器类方案、光学式方案。不过，这几类技术也有不足：一个是这类产品价格都非常昂贵，很难做到消费者级别；一个是需要添加额外的硬件来实现力反馈。

因此，Dexta Robotics 采用了机械式的动作捕捉方案，做了手部外骨骼形状的 Dexmo，将手部的弯曲动作通过一组连杆分解映射到旋转传感器上，计算出手部的位置和姿态，捕捉手部动作。

Dexta Robotics 的创始人谷逍驰告诉36氪，之所以采用这种方案，主要是出于三个方面等考虑：

一是，机械式动作捕捉，精度较高，可以做到开机实时测量，不需要每次使用都校准。

二是，在外骨骼上添加力反馈更加容易，其他的方案几乎都是手套式的，从动的只是手套表层的布料，很难在不加入其他装置的情况下做到力反馈。

三是，这套方案下，Dexmo 的设计中可以不用昂贵的传感器，使用造价相对低廉但是精准度相对较高的旋转传感器上。同时，连杆等机械部件可以通过开模等方式进行生产，量大的情况下造价可以做到很低。
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要保证动作捕捉的精准度和流畅性，硬件只是其中的一部分，算法与模型也很重要。手部模型的构建就是其中一个重点和难点。软件对读取到等手部数据进行分析来建立一个相对精准的手部模型。Dexta Robotics 通过对手指数据的进行外骨骼的正运动学建模，利用算出的坐标点进行手指的逆运动学分析。经过多次尝试，团队开发出了相对完善的手部模型重建程序。谷逍驰也认为，手部模型重建的算法和软件也是他们的主要竞争力之一。目前，他们已经在国内外申请了包括结构、算法在内的三个专利。

要做到商品化，使用的方便性也挺关键。Dexmo 仅仅需要佩戴者在第一次佩戴的时候进行一次个人信息（手部大小）录入的校准，之后佩戴可以直接生成手部模型，比较方便快捷。

动作捕捉的精度与造价其实关联性很大，比如要将 Dexmo 的精度做得更高，就需要使用更高造价的传感器。而谷逍驰他们想做一套价格低廉、算法成熟稳定的消费级动作捕捉产品，所以在价格和精度之间也需要有一个平衡。谷逍驰认为，消费者级别的手部动作捕捉对精准程度的要求可能并没有那么高，研究用或者精密的机械控制可能需要相对高的精度，所以他们的产品在结构的框架不变的情况下其实会有高端和低端的不同配置。高配采用金属结构，刚性高，间隙小，同时采用非接触式角度传感器，成本相对高些但是使用寿命非常长。低配则采用注塑件做结构，相对普通的角度传感器，可以实现消费者级别的手部捕捉，造价会比现有的手部捕捉方案都低。

关于 Dexmo 的价格，谷逍驰表示这个暂时还不方便透露，但是会比现有的同类产品价格要低。从我个人的角度来看，像 Noitom 的挪腾现在正在 Kickstarter 众筹，最低等支出价格也是在 200 美元。Dexmo 未来登陆 Kickstarter 时的价格如果在 200 美元以上，竞争力很可能会受到影响。
6 A# F7 x0 A LDexta Robotics 团队的创业经历，其实很有意思。不过，他们并不愿意过多的提起，谷 逍驰说，“我们是很认真的在做这个公司，希望能先把事情做好，其他还是等以后 kickstarter 项目成功之后再说吧。”对此，我们也表示理解。所以，暂时也只把我们聊到的一些有关产品和项目的内容整理出来。

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东海fyh126

差距，，，，，，，，，，

ahway

未来是他们的!

shimgmg

不错

机械——菜鸟

腻害，虽然这种想法不算新奇，不过有这个条件能力去做已经非常厉害了。农民工的孩子羡慕之。