中國TED——狂熱的機器人狂客

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狂熱的機器人愛好者，南京外國語學�！皠撔律纭眲撌既�,機器人“萬向軸”的作者，并擁有多項國家創新大賽獎項，2項國家專利。 谷逍馳高中畢業拿到劍橋的offer，拒之，開始赴美漂學實踐，13年9月開始手部動作捕捉裝置的項目，今年三月正式組建團隊，近期在美國Nevada注冊公司，10月份再次選擇赴笈劍橋。
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Dexta Robotics 的創始人谷逍馳（Aler Gu）以前就做過許多種機械手，時間一長，他發現研究所里手部傳感器結構復雜的切造價高昂，距離消費者遙遠，商品化的方案非常有限，至少在市面上還見不到一套成熟美觀且價格低廉的手部動作捕捉裝置，于是他和他的團隊決定自己來做一套滿足上述條件的手部動作捕捉傳感器，這就是Dexmo-HMI。

Dexmo可以捕捉控制者的手部動作，進行更精準的機器人手部控制。以拆彈機器人為例子，目前的拆彈機器人搭載的一般只是夾取器，工作也只是轉移疑似爆炸物到遠處進行爆破，并不能進行更精確的控制。而利用Dexmo，配合同時開發中的力反饋功能，機械手握住物體的這種“握持感”可以遠程傳遞到控制者手上，從而進行靈巧機械手的精細控制。也就是說，Dexmo不僅僅是一個輸入裝置，也可以成為一個雙向的輸出裝置。
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據谷逍馳描述，他做這套設備的初衷是為了控制機械手，但是當這個項目發展到中期的時候，虛擬現實行業突然火了起來，經過一些調查后谷逍馳發現，不光是機器人行業的手部捕捉的方案有限，虛擬現實行業同樣如此。

目前人們帶著頭戴式顯示器（例如Oculus Rift）的時候手上仍然要握著鼠標和鍵盤，在谷逍馳看來這是一種相當反人類的操作方式，因為頭戴式顯示器的目的就是提供“浸入式體驗”，為了看清楚鍵盤而挪開顯示器十分有礙這種體驗。Dexmo提供的交互方式可以讓虛擬現實玩家在帶上頭戴式顯示器后可以看清自己在游戲中的雙手，并且將現實中的手部動作輸入進虛擬世界中，增加了浸入感。力反饋功能將打開讓用戶“抓取”虛擬物體的可能性。想象一在虛擬世空間中有一個虛擬水杯，配合上力反饋的Dexmo可以讓佩戴者在現實世界中“抓住”不存在的虛擬物體，以建立起虛擬世界和現實世界初步的觸感的聯系。

這款產品從去年9月開始開發，Dexta Robotics團隊今年3月組建，并于近期在美國成立了公司。團隊目前有五個人，谷逍馳（Aler Gu）、張逸飛（I.F.）、孫維澤（Sunny）、卞遠哲（Rijn）以及馬安南（MAN）。

谷逍馳說，因為公司小，所以幾乎每個人都需要身兼數職，他們分別有著機械工程師、結構工程師、嵌入式工程師、算法工程師、軟件工程師、平面設計師、攝影師、視頻編輯、網站前端后端以及運營銷售等各種角色，非常辛苦，但每個人的干勁都很大。因為市場此前上沒有過外骨骼結構的手部動作檢測，所以產品的前期研發一直集中在硬件本身。

市面上的手部動作捕捉手套主要有兩類，慣性檢測單元和彎曲傳感器類。利用慣性檢測單元方案的有IGS glove、control VR，比較有名的彎曲傳感器方案的有5DT、Cyberglove Systems。Dexmo采用的外骨骼結構來進行手部動作捕捉是一種比較新穎的方式，設計中沒有用到昂貴的傳感器，而是將手部的彎曲動作通過一組連桿分解并且映射到到造價低廉同時精準度相對較高的旋轉傳感器上，連桿等機械部件可以通過開模等方式進行生產，從而進一步降低成本。另外，在外骨骼上添加力反饋組件更加容易。

現在產品的開發重心已經轉移到了軟件上，讀取手部的數據和通過軟件對這些數據進行分析來建立一個相對精準的手部模型是兩大難點。團隊通過對手指數據的進行外骨骼的正運動學建模，算出的坐標點進行手指的逆運動學分析，在長時間嘗試之后開發出了幾套相對完善的手部模型重建程序。相對于比較容易被復制的硬件，手部模型重建的算法和軟件是團隊的主要競爭力。目前機械手部動作捕捉以及力反饋方案已經在國內和國外申請了三份專利。

Dexmo的低價版本將于近期登陸Kickstarter，谷逍馳表示自己和團隊是真的很用心的在做這個項目，也想盡力把事情做好，在完善微型化力反饋裝置的開發的同時，盡量將其價格定的更加親民，讓更多人能體驗到機器人和虛擬現實的樂趣。谷逍馳并不想拋頭露面，也不想過早講述各種經歷，而是希望大家更多把焦點放在Dexmo這款產品上，這倒是十分符合“技術男”低調的特點。

市面上的商用產品化的手部動作捕捉手套（data gloves）使用的技術主要有幾類：IMU（inertia measuring unit）慣性檢測單元 方案、 彎曲傳感器類方案、光學式方案。不過，這幾類技術也有不足：一個是這類產品價格都非常昂貴，很難做到消費者級別；一個是需要添加額外的硬件來實現力反饋。

因此，Dexta Robotics 采用了機械式的動作捕捉方案，做了手部外骨骼形狀的 Dexmo，將手部的彎曲動作通過一組連桿分解映射到旋轉傳感器上，計算出手部的位置和姿態，捕捉手部動作。

Dexta Robotics 的創始人谷逍馳告訴36氪，之所以采用這種方案，主要是出于三個方面等考慮：

一是，機械式動作捕捉，精度較高，可以做到開機實時測量，不需要每次使用都校準。

二是，在外骨骼上添加力反饋更加容易，其他的方案幾乎都是手套式的，從動的只是手套表層的布料，很難在不加入其他裝置的情況下做到力反饋。

三是，這套方案下，Dexmo 的設計中可以不用昂貴的傳感器，使用造價相對低廉但是精準度相對較高的旋轉傳感器上。同時，連桿等機械部件可以通過開模等方式進行生產，量大的情況下造價可以做到很低。
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要保證動作捕捉的精準度和流暢性，硬件只是其中的一部分，算法與模型也很重要。手部模型的構建就是其中一個重點和難點。軟件對讀取到等手部數據進行分析來建立一個相對精準的手部模型。Dexta Robotics 通過對手指數據的進行外骨骼的正運動學建模，利用算出的坐標點進行手指的逆運動學分析。經過多次嘗試，團隊開發出了相對完善的手部模型重建程序。谷逍馳也認為，手部模型重建的算法和軟件也是他們的主要競爭力之一。目前，他們已經在國內外申請了包括結構、算法在內的三個專利。

要做到商品化，使用的方便性也挺關鍵。Dexmo 僅僅需要佩戴者在第一次佩戴的時候進行一次個人信息（手部大�。╀浫氲男�準，之后佩戴可以直接生成手部模型，比較方便快捷。

動作捕捉的精度與造價其實關聯性很大，比如要將 Dexmo 的精度做得更高，就需要使用更高造價的傳感器。而谷逍馳他們想做一套價格低廉、算法成熟穩定的消費級動作捕捉產品，所以在價格和精度之間也需要有一個平衡。谷逍馳認為，消費者級別的手部動作捕捉對精準程度的要求可能并沒有那么高，研究用或者精密的機械控制可能需要相對高的精度，所以他們的產品在結構的框架不變的情況下其實會有高端和低端的不同配置。高配采用金屬結構，剛性高，間隙小，同時采用非接觸式角度傳感器，成本相對高些但是使用壽命非常長。低配則采用注塑件做結構，相對普通的角度傳感器，可以實現消費者級別的手部捕捉，造價會比現有的手部捕捉方案都低。

關于 Dexmo 的價格，谷逍馳表示這個暫時還不方便透露，但是會比現有的同類產品價格要低。從我個人的角度來看，像 Noitom 的挪騰現在正在 Kickstarter 眾籌，最低等支出價格也是在 200 美元。Dexmo 未來登陸 Kickstarter 時的價格如果在 200 美元以上，競爭力很可能會受到影響。
Dexta Robotics 團隊的創業經歷，其實很有意思。不過，他們并不愿意過多的提起，谷 逍馳說，“我們是很認真的在做這個公司，希望能先把事情做好，其他還是等以后 kickstarter 項目成功之后再說吧�！睂Υ耍�我們也表示理解。所以，暫時也只把我們聊到的一些有關產品和項目的內容整理出來。

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東海fyh126

差距，，，，，，，，，，

ahway

未來是他們的!

shimgmg

不錯

機械——菜鳥

膩害，雖然這種想法不算新奇，不過有這個條件能力去做已經非常厲害了。農民工的孩子羨慕之。