软件原型 · 机器人与自动化

RoboLink

基于软件的远程人机通信与远程操作

模拟人类操作员与远程虚拟机器人之间的可靠通信。

电子与计算机工程学士项目讨论提案

人类操作员印度

互联网

虚拟机器人伦敦

一个想法 · 第一阶段无需硬件

01 / 探索

问题陈述

如果机器人与其操作员相隔数千公里会怎样？

远程操作场景

印度操作员端

伦敦虚拟机器人端

当网络不稳定时，我们如何保持通信可靠？

01

延迟

指令可能会延迟到达。

02

丢包

部分更新可能无法送达。

03

连接失败

机器人可能无法接收操作员的指令。

?在网络状况不佳时，如何使远程人机通信变得更可靠、更安全？

02 / 背景

现有技术

远程控制和远程操作已经存在。我们的项目旨在建立理解，而非炒作。

通用构建模块今日可用

Internet / IPWi-Fi · 4G · 5GWebSocketMQTTROS 2 / DDSVideo · Audio

人类→网络→机器人

我们的机会

+

让学习可视化。

我们将创建一个对初学者友好的软件原型，用于监控通信并演示故障安全响应。

诚实范围：拟议的学生项目，非工业产品。

03 / 提案

我们正在构建什么？

RoboLink是一个基于Web的软件系统，用于模拟人类操作员与虚拟机器人之间的对话。

人类操作员发送指令

01

Web仪表板控制 + 观察

02

通信服务器路由消息

03

虚拟机器人返回状态

0

第一阶段范围

无物理机器人、电机、ESP32、树莓派、传感器或其他硬件。

仅限软件

04 / 构建

我们的项目功能

小型、可测试的功能将一个宏大的机器人课题转化为清晰的一年级项目。

01

虚拟机器人控制

前进、后退、左转、右转和停止。

02

实时通信

发送指令并接收响应。

03

机器人状态

位置、模拟电池和状态。

04

网络监控

延迟、丢包和连接状态。

05

故障安全模拟

检测故障、停止并进入安全模式。

05 / 原型

RoboLink Web 仪表板

操作员的简单控制室。尝试使用控件以查看建议的交互。

ROBOLINK实时机器人状态

12:42:08

延迟120 ms

丢包0.5 %

机器人状态活跃

电池82 %

位置X = 25, Y = 40

信号质量

良好

虚拟机器人控制WASD

操作员消息“你好，机器人”

→

机器人响应“消息已接收”

06 / 测试

我们将如何测试通信？

我们可以通过在软件中更改条件，在没有硬件的情况下研究网络行为。

选择模拟条件

正常网络

延迟120 ms

丢包0.5%

机器人状态活跃

机器人运行正常。

这些模拟让我们能够研究远程操作的机器人在通信质量变化时应如何响应。

07 / 聚焦

我们的主要关注点是什么？

故障安全通信是连接 RoboLink 各个部分的理念。

01

通信可靠性

指令和信息能否正确传达给虚拟机器人？

02

网络监控

我们能否检测到延迟、丢包和连接问题？

03

安全性

如果通信突然中断会发生什么？

04

故障安全操作

当通信变得不可靠时，系统能否自动停止虚拟机器人？

连接良好正常运行

↓

连接较差警告

↓

连接丢失安全模式 → 停止

故障安全通信

08 / 资源

资源与技术

轻量级的软件栈使第一阶段对我们的团队来说切实可行。

01

软件

HTML
CSS
JavaScript
Node.js
WebSocket

02

开发

VS Code / online coding
GitHub
Browser DevTools

03

在线服务

GitHub
Vercel / Netlify
Suitable cloud backend

04

设计与文档

diagrams.net
Slides / PowerPoint / Canva
GitHub collaboration

09 / 下一步

预期成果与未来范围

一个明确的初步里程碑：在安全、可观察的软件环境中验证通信理念。

预期成果

一个可工作的基于 Web 的软件原型

RoboLink 将演示使用虚拟机器人进行远程人机通信。

✓ 网络控制✓ 实时指令✓ 网络监控✓ 自动安全模式

未来范围 · 原型之后

实体机器人实时摄像头双向音频真实传感器4G / 5GAI 障碍物检测网络安全

“我们的首要目标是在进入实体机器人领域之前，通过软件模拟来理解并解决通信和可靠性问题。”

准备好与我们的导师和社区进行讨论。