Föreställ dig att styra en drönare med enbart bålens rörelser och lämna huvudet fritt att se dig omkring, ungefär som en fågel. EPFL-forskning har just visat att det verkligen är mer uppslukande – och mer effektivt – att använda din överkropp för att styra flygande maskiner än att använda den sedan länge etablerade joysticken. Resultaten publiceras i dagens nummer av PNAS .

"Vårt mål var att designa en kontrollmetod som skulle vara lätt att lära sig och därför kräver mindre mentalt fokus från användarna så att de kan fokusera på viktigare frågor, som sök och räddning, " säger huvudförfattaren Jenifer Miehlbradt från EPFL:s Translational Neuroengineering Laboratory som leds av Bertarelli Foundations ordförande Silvestro Micera. "Att använda din bål ger dig verkligen känslan av att du faktiskt flyger. Joysticks, å andra sidan, är av enkel design men att bemästra deras användning för att exakt kontrollera avlägsna objekt kan vara utmanande."

Forskarna ville observera hur människor använder sina kroppar för att styra ett flygande föremål, i det här fallet en drönare, och avgöra vilka rörelser som är mest intuitiva och naturliga – närma sig pilotproblemet från ett helt nytt perspektiv.

De började med att övervaka kroppsrörelserna hos 17 individer tack vare 19 markörer placerade över hela överkroppen samt deras muskelaktivitet. Varje deltagare följde en virtuell drönares handlingar genom simulerade landskap som passerade genom virtuell verklighetsglasögon.

Rörelsemönster uppstod och forskarna etablerade snabbt bålrelaterade strategier för att pilotera drönare:de fann att endast 4 markörer – placerade på bålen – behövdes för att effektivt pilotera flygsimulatorer och riktiga drönare genom en krets av hinder.

Övergripande, forskarna jämförde sina bålstrategier med joystickkontroll hos 39 individer. De fann att drönarkontroll överkropp överträffade styrspakskontroll i precision, tillförlitlighet och med minimala träningspass.

"Dataanalys gjorde det möjligt för oss att utveckla ett mycket enkelt och intuitivt tillvägagångssätt som också kunde användas med andra populationer, maskiner, och operationer, säger Micera, även vid Scuola Sant'Anna i Italien i biomedicinsk teknik. Han lägger till, "Tillvägagångssättet förbättrar avsevärt teleoperationen av robotar med icke-mänskliga mekaniska attribut."

Medan PNAS resultaten ger en helt ny och helt uppslukande pilotstrategi med fokus på att karakterisera de relevanta parametrarna för bålen, lämnar huvudet, lemmar, händer och fötter fria att utföra andra åtgärder, deras proof-of-concept-system kräver fortfarande kroppsmarkörer och externa rörelsedetektorer för att fungera.

Nästa steg är att göra bålstrategin helt bärbar för pilotering av flygande föremål. Användningsområdet är enormt, från flygsimulatorer till att styra drönare och kanske till och med framtidens plan. Ett plagg som implementerar bålstrategin i drönarkontroll utan externa rörelsedetektorer utvecklades på EPFL baserat på PNAS fynd.