Απτική Ανακατασκευή Και Απόδοση Σχήματος Βάσει Δυναμικού Αυτο-οργανούμενου Χάρτη

Abstract

Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας προτείνεται μεθοδολογία για την ανακατασκευή ενός ενδιάμεσου μοντέλου (model-mediated) με σκοπό την απόδοση των απτικών χαρακτηριστικών, σε εφαρμογές τηλερομποτικής, υπό την παρουσία χρονικής καθυστέρησης στη μετάδοση της πληροφορίας. Πιο συγκεκριμένα, η υλοποίηση της διαδικασίας τηλεχειρισμού βασίζεται στην ανάδραση δύναμης που αξιοποιείται από τη συνύπαρξη δύο θεμελιωδών τεχνικών, η συνεργασία των οποίων διευκολύνει την αλληλεπίδραση του χρήστη (master site) με ένα άγνωστο και απομονωμένο περιβάλλον (slave site), παρέχοντας στο χειριστή μια ολοκληρωμένη αντίληψη για τις διδιάστατες γεωμετρικές και δυναμικές ιδιότητες του απομακρυσμένου αντικειμένου. Ο ελεγκτής συνδυάζει την αναδρομικότητα ενός αλγορίθμου ελαχίστων-τετραγώνων (RLS) για την εκτίμηση των τοπικών χαρακτηριστικών, με την προσαρμοστικότητα ενός αυτο-οργανούμενου χάρτη (SOM), αναπτυσσόμενου κατά μήκος της επιφάνειας του αντικειμένου, τα κύτταρα του οποίου χρησιμοποιούνται ως μονάδες για την αποθήκευση της τοπικής πληροφορίας, συνθέτοντας, τελικά, μέσω μιας διαδικασίας παρεμβολής, την εικονική επιφάνεια του ανακατασκευασμένου μοντέλου. Μία σειρά από ψυχοφυσικά πειράματα που διεξήχθησαν, στα οποία κάθε υποκείμενο κλήθηκε να εξερευνήσει την επιφάνεια ενός άγνωστου διδιάστατου εικονικού αντικειμένου, καμπύλου σχήματος, και να αποκριθεί για το σχήμα του, επιδεικνύουν την αποδοτική λειτουργία και την εξαιρετική επίδοση της προτεινόμενης μεθοδολογίας σε σχέση με την απτική απόδοση και, εν τέλει, την επιτυχή αντίληψη απτικών χαρακτηριστικών σχήματος, καταδεικνύοντας, έτσι, τη δυνατότητα εφαρμογής ενός τέτοιου μεθοδολογικού πλαισίου για τη μείωση των επιπτώσεων χρονοκαθυστέρησης σε τηλερομποτικά συστήματα.