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從根本上講，機器人學關乎幫助人類。機器人幫助我們制造產品，建造事物，使我們的生活更加輕松便捷。隨著機器人復雜程度及能力的增加，在老年護理，康復中心和醫院等領域，它們開始以更為直接的方式幫助我們。
在不久的將來，機器人同人類的關系將更加緊密，甚至于神經機械學將能夠恢復殘疾人士的身體功能，而被截肢的軍人將成為這一項目的焦點。
2014 年，DARPA 宣布了手部本體感受與觸摸界面（HAPTIX） 項目，該項目旨在創造出一種手部義肢系統，使義肢在行動和感覺上都如同真手一般。
DARPA 的 HAPTIX 項目經理 Doug Weber 表示：“我們相信 HAPTIX 將會創造出一種豐富且極具活力的感覺體驗，使用者會想一直佩戴著義肢，并且將其視為身體的自然延伸。如果我們能夠做到這一點， DARPA 就朝著實現幫助受傷軍人恢復完整自然機體功能這一承諾邁進了一步。”
HAPTIX 項目由硬件、用戶界面和控制算法3個不同的團隊構成，它的成功取決于這三者的最優組合。 OSRF 對于向HAPTIX團隊提供定制版的 Gazebo 模擬器十分自豪，這使得這一項目的軟件實驗不再受限于硬件的可用性：本質上，這就是軟件工程師進行作業的虛擬場所。
OSRF 共同創始人兼首席科學家約翰·蘇解釋道：“對于 OSRF 來說， HAPTIX 的目標就是為生物機械學工程師提供真實的義肢刺激環境，進而為高度靈活的高級義肢學開發出控制器。”
目前在 HAPTIX 項目中，DARPA 所使用的高級義肢為德克公司（DEKA）的魯克自動手臂，自由度為14的完整的手臂控制替換系統。然而該手臂目前由為測試而設計的簡易用戶界面操控，HAPTIX 希望設計出使用來自肌肉神經信號的界面，與此同時立即傳動感覺反饋。
在 DARPA 投入了四千萬美元的研究資金，并花費了近 10 年的時間之后，德克自動手臂是一款令人驚艷的硬件產品，但這僅僅是初始階段。約翰·蘇說道：“在我看來，硬件應在軟件之前開發出來。盡管二者可以同時設計，但是硬件的迭代周期較長。一旦開發出一款優秀穩定的硬件平臺，然后把它交給軟件團隊, 他們開始工作，迅速開發軟件，與此同時盡力不去毀壞硬件。”
這就闡明了優質的模擬環境極為重要的兩個原因：
第一，在硬件完全開發出之前，它可以讓你開始開發軟件；
第二，從某種程度上說，它可以使軟件開發同硬件本身隔離開來，也就是說，當你僅僅有一個可能十分脆弱，昂貴，或出于某種原因而不穩定的硬件，很多工程師仍然可以同時開發軟件。
對于 OSRF 來說，為 HAPTIX 項目開發支持一個版本 Gazebo 涉及了很多不同的領域。除了專門定制的模擬環境以外，OSRF 也向團隊提供了 OptiTrack 動作捕捉裝置，NIVIDIA 立體聲眼鏡，3D 監測器，3D 操控桿，以及使其完美運行所需的記錄。這款定制的 Gazebo 也包括對各類遙控硬件的支持，用戶可以同使用微軟和MATLAB的模擬系統以編程的方式進行交互。
HAPTIX 開發者能夠利用這些 3D 傳感器和遙感系統來把胳膊和手部的運動轉化成真正的環境，這使得他們同時在真實環境和虛擬環境中進行普通的手部功能測試。這也為截肢軍人提供有力且可支付得起的方式來學習如何使用他們的新義肢奠定了基礎。
約翰·蘇表示，一旦 HAPTIX 團隊收到了德克公司的手臂，OSRF 的工作變得更加重要，因為他們將有機會看到模擬環境的實際工作狀態如何然后將其優化使其盡可能的接近真實環境。
約翰·蘇說道：“對于驗證部分，我真的十分期待。對于很多的模擬平臺，優質的驗證數據非常匱乏。當我們在為 DARPA 機器人挑戰項目涉及 Gazebo 時，我們并沒有像 ATLAS 一樣的機器人借以驗證，因此要對它進行測試，可算得上是一項大工程。”
驗證需要確保發送到德克虛擬手臂的指令，和發送到真實德克手臂所產生的動作是一致的。約翰·蘇解釋道：“我們向真實手臂和虛擬手臂發送指令，來看他們是否會有不同的表現。如果表現不同，我們會更新模型來使它們匹配。” 模擬越接近，對于 HAPTIX 來說，它就越有用。當然，最終目標是讓這一切都在真實的硬件上運行，但是一個準確的詳細的模擬器對于軟件的有效開發至關重要。
第一代德克手臂最近抵達了 OSRF 進行驗證測試，完整的硬件將于年底完成。OSRF 最近定期地發布一系列穩定版本的 HAPTIX 模擬器，隨著臂部虛擬定位準確度，力量控制及回應，以及其他的動力系統在接下來幾個月將被驗證，OSRF 也將升級模擬軟件來確保 HAPTIX 團隊擁有所需工具進而迅速有效進行工作。
到 2017 年早期，HAPTIX 的第一階段將完成，如果進展順利，就會進行下一階段，最終目標在于實現功能性的 HAPTIX 系統。DARPA 希望系統的實際實驗到 2019 年可以實現，并且不久之后，任何截肢者都可以從宛如真手的義肢中受益。
via robohub
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