虚拟现实 (VR) 行业正在快速增长，到 2020 年，将有近五分之一的美国消费者使用 VR。虽然目前游戏和娱乐行业是全球 VR 增长的最大推动力，但这种沉浸式技术也正在使它通往生活其他领域的方式。

布朗大学和康奈尔大学的研究人员正在努力扩大 VR 在专业环境中的使用。 它涉及一个远程呈现机器人，可以自动实时响应远程用户在虚拟现实中所做的动作和手势。

为此，研究团队开发了名为 VRoxy 的机器人系统，这是一种无控制器、VR 控制的机器人代理，有潜力在狭小的空间中远程工作的人们之间进行动手协作，比如在办公室里，队友在一个办公室里工作。更大的空间。

“虚拟现实的巨大好处是我们可以利用人们在虚拟现实游戏中使用的各种运动技术，例如立即从一个位置移动到另一个位置。”

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– Mose Sakashita 博士康奈尔大学信息科学系学生。

他加了：

“此功能使远程用户能够占用非常有限的物理空间，但可以在更大的远程环境中与队友协作。”

因此，该团队创建了 VRoxy，它是在康奈尔大学的一款名为 ReMotion 的类似机器人的基础上创建的，它代表远程用户占据物理空间，并自动实时镜像用户的动作，然后传达在标准虚拟环境中会丢失的重要肢体语言。 ReMotion 的功能仅限于两个用户（本地端的用户和远程端的用户）具有相同的硬件设置和相当大小的工作空间的场景。 然而，VRoxy 克服了这个限制。

VRoxy 软件程序的作用是，它允许远程位置的用户戴上 VR 耳机，并虚拟地传送到一个空间，该空间可以是办公室、实验室或同事实际工作的任何其他环境。 在物理位置，远程用户将通过机器人代表，这使他们能够使用自然动作（例如步行）在该环境中移动。 最重要的是，远程用户可以通过手势（例如指向物体）、头部动画（例如点头）甚至通过机器人代理的面部表情与同事协作。

研究人员表示，尽管目前还处于早期阶段，但该软件已经有潜力解决使用机器人代理和增强现实（AR）软件进行远程协作时面临的一些最大挑战。

VRoxy：彻底改变远程协作

论文“VRoxy：使用 VR 驱动的机器人代理在办公室进行广域协作”在今年 10 月 29 日至 11 月 29 日举行的计算机协会 (ACM) 用户界面软件和技术 (UIST) 研讨会上发表。 1 在旧金山。 该研究论文展示了 VRoxy 如何将多个物理位置映射到统一的虚拟空间。

虚拟现实提供了创建直观界面的机会，让用户沉浸在 3D 环境中，他们可以在共享或远程环境中查看机器人并与之交互，从而实现更轻松的交互。 VR 界面已被证明有助于减少任务完成时间、提高操作员绩效，并且通常比传统界面更受青睐。 尽管在 VR 机器人界面方面已经完成了大量的基础工作，但在创建 VR 远程操作界面方面仍然需要大量开发。

“目前，用于协作的运动控制机器人要求物理位置具有与远程环境相同的空间，但情况往往并非如此，”有些人在家庭办公室、教室或工作区，而另一些人则在厨房或客厅，博士布兰登·伍德德说。 布朗大学的学生，也是视觉计算小组的研究生研究员，在此之前曾在 Nvidia、麻省理工学院林肯实验室、NASA 喷气推进实验室和英特尔实习。 他进一步指出，房间有不同的尺寸，即使在视频电话软件程序 Zoom 中与人会面时也很容易看到。

根据该论文，最近对机器人代理的研究表明，人们可以自动重现许多在同地协作中很重要的非语言线索，但它们通常需要在每个位置都有对称的硬件设置。 作为解决方案，该团队推出了 VRoxy，这是一种旨在通过机器人访问远程空间的系统，在更小的空间（例如个人办公室）中使用 VR 耳机。 研究人员表示，该软件的自动实时响应能力对于远程和本地队友来说都是关键。

VRoxy 将远程用户在 VR 空间中所做的任何小动作映射到机器人在物理空间中的较大动作，从而使用户可以轻松地在大型物理空间中导航。 这样，通过 VRoxy，VR 用户可以在远程空间的低保真渲染中快速导航。

当戴上 VR 耳机时，VRoxy 用户可以访问两种视图模式。 一种是实时模式，它实时显示协作空间的沉浸式图像，以便与本地协作者进行交互。 研究人员表示，另一种是导航模式，可显示房间的渲染路径，使远程用户能够更快、更顺畅地“传送”到他们想去的地方，同时限制晕动病。

此外，该系统是自动的，意味着团队成员可以简单地专注于协作，而不是手动操纵机器人，机器人使用 360 度摄像头的反馈来支持实时交互。

该系统还通过在代理上的共享空间周围渲染微移动性来促进交互方式。 VR 用户通过 Quest Pro 捕获这些多种非语言线索，例如头部旋转、面部表情、指向手势和目光注视，然后通过远程位置的远程呈现机器人进行呈现。

研究表明，借助 VRoxy，协作者可以从较小的物理空间在广阔的远程环境中导航和协作，并在物理上分开的单独工作空间之间立即切换。 这表明 VRoxy 可以使用消费级耳机适应固定和移动机器人代理。

在未来的工作中，该论文的主要作者 Sakashita 的目标是用机械臂增强 VRoxy 的性能，以允许远程用户通过机器人代理与现场空间中的物理对象进行交互。 此外，他预计 VRoxy 会自己绘制空间地图，类似于 Roomba 吸尘器，它使用不同类型的传感器来导航和适应其环境。 Sakashita 表示，目前，VRoxy 依靠天花板标记来导航房间，但对实时地图的支持可以使其部署在教室中。

信息科学领域的博士生 Hyunju Kim 和 Ruidong 张，以及 Cornell Bowers CIS 和 Woodard 的信息科学教授 François Guimbretière 是这篇研究论文的共同作者，该论文得到了中岛基金会和国家科学基金会。

释放协同效应：VR 和机器人技术合作

自 20 世纪 60 年代以来，虚拟现实的概念已经存在很长时间了。 然而，它在机器人领域的应用相当有限。 尽管事实上 VR 和机器人技术之间存在很大的协同作用。

VR 可用于机器人技术，提供沉浸式机器人远程操作并进行人机交互和协作研究，而机器人通过向用户提供触觉反馈来帮助提供更身临其境的 VR 体验。

机器人领域缺乏 VR 集成很大程度上是由于商业 VR 设备缺乏可用性和可负担性造成的，而商业 VR 设备在过去十年中取得了长足的进步。 随之而来的是，将虚拟现实和机器人技术结合起来进行人机交互和协作的情况有所增加。

随着人们对可根据不断变化的需求进行调整的可重新配置系统的自动化程度越来越高，我们看到虚拟现实在机器人技术中的使用越来越多，以使人与机器之间的通信更加成功。

这两种技术目前被用于多种应用，以提高机器人的性能，同时允许人类进行控制。 例如，在医疗机器人领域，VR 培训使医生和外科医生有机会在几乎真实的情况下进行培训，而无需与实际患者打交道。 VR 还可以用来训练士兵处理军用级无人机和机器人，而无需担心昂贵且不可替代的设备被损坏的风险。 VR 和机器人研究进一步用于优化复杂环境中的太空探索。

通过利用 VR 和机器人技术，VRoxy 还可以在远程协作和专业设置方面带来重大进步。 通过允许位于不同物理位置的用户在共享空间中无缝协作，该软件对于从事需要密切协调和沟通的项目的远程团队来说非常有价值。

VR 和机器人技术本身对于培训来说都是有用的技术，但将它们结合起来可以让各个领域的教育变得更加直观和身临其境。 他们甚至帮助自己训练更智能机器人。

除了用于培训目的和提供远程协助和支持之外，VRoxy 还可以在物理空间受限的情况以及远程教育中找到其用例，为学生提供物理环境中的身临其境的体验。 它还可以促进虚拟现场访问，使利益相关者能够远程探索物理空间并做出明智的决策。

利用虚拟现实和机器人技术力量的公司

鉴于 VR 和机器人技术结合的潜力，多家公司正在研究并致力于利用这些技术，所以让我们来看看一些最突出的技术：

寒武纪智能

专注于机器智能算法的开发和应用。 Cambrian Intelligence 正在构建远程操作界面，利用虚拟现实、跟踪和触觉等游戏技术，通过手和手臂的运动直观地远距离控制机器人。

截至2023年9月21日，Cambrian Intelligence已在多轮融资中累计筹集了总计3,793,919美元，其中包括一系列重要的未知融资、种子前投资、EASME（欧盟中小企业执行机构）的赠款以及未公开的金额来自 ff 风险投资。

英特尔

作为全球最大的半导体芯片制造商之一，英特尔是机器人和虚拟现实相关技术开发的关键参与者，为这两个领域提供技术。 今年早些时候，英特尔推出了用于计算机视觉的 MiDaS 3.1，作为在机器人、AR 和 VR 领域创建广泛应用时应对深度估计挑战的解决方案。

目前，英特尔(INTC)股价为38.73美元，今年以来上涨了46.69%，该公司支付的股息率为1.29%。 23 年第三季度，其营收为 142 亿美元，同比下跌 8%，每股收益 (EPS) 为 0.07 美元。

英特尔首席执行官帕特·基辛格 (Pat Gelsinger) 表示：“我们第三季度的业绩表现出色，这得益于我们的工艺和产品路线图的全面进展、与新代工厂客户的协议以及我们将人工智能带到各处的势头。”

替代手术

该公司由技术专家和医生团队领导，将机器人和虚拟现实领域的最新创新应用于外科手术。 为了在接受腹部手术时为患者提供更好的治疗效果并降低风险或侵入性，Vicarious Surgical 使用患者推车，该推车配有两个机械臂，具有摄像头可见性和出色的移动性，以及驱动机器人的外科医生控制台，可通过 3D 控制屏幕、VR 耳机和专有软件。

Vicarious Surgical 报告 2023 年第二季度的现金、现金等价物和短期投资为 8280 万美元。 在此期间，该公司获得了有关临床和监管途径的明确信息，预计将于 2024 年中期完成首例患者腹疝手术。 它还签署了第四项美国主要医院系统协议，使其医院合作伙伴总数超过 250 家。同时，Vicarious Surgical (RBOT) 的股票目前交易价格为 0.4263 美元，市盈率 (TTM) 为 -0.68，每股收益 (TTM) -0.63。

结论性思考

尽管虚拟现实是一项相对较新的技术，但它已在公司、组织甚至政府中广泛采用，因为它的潜力随着每一个新的发展而变得更加清晰。 VR 不仅在游戏、体育、医疗保健、教育、房地产、制造、营销、汽车和国防领域受到广泛关注，而且还在很大程度上改变了机器人行业。

虚拟现实和机器人技术的结合有可能拯救生命并突破探索的界限。 尽管它仍处于开发阶段，资金、技术挑战和监管考虑等因素都会影响其增长，但我们不断看到科学家和工程师在这些技术上取得突破。

鉴于 VR 和机器人技术的进步，我们预计未来 5-10 年内将看到像 VRoxy 这样的系统在特定行业中的应用，随着技术的成熟和变得更容易获得，更广泛的采用还需要更多的时间。

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