機器人系統已被引入許多現實世界的環境中，包括一些工業和制造設施。在這些設施中，機器人可以協助人類裝配線和倉庫工人，高精度地裝配產品的某些部件，然后將其交給負責執行其他操作的人類代理。

近年來，機器人專家和計算機科學家一直在努力開發越來越先進的系統，以增強工業環境中機器人與人類之間的互動。一些建議的解決方案依賴于所謂的 "數字孿生 "系統，這種虛擬模型旨在精確再現實物，如正在制造的特定產品或部件。

中國南京航空航天大學的研究人員最近推出了一種新的數字孿生系統，可以改善制造環境中人類與機器人之間的協作。機器人與計算機集成制造》（Robotics and Computer-Integrated Manufacturing）雜志上發表的一篇論文介紹了這一系統，它可以創建真實世界環境的虛擬地圖，在機器人與人類合作完成特定任務時，規劃并執行合適的機器人行為。

張澤群、紀玉辰及其同事在論文中寫道："在工業環境中，目前構建人類數字孿生模型的方法依賴于動作捕捉設備，這些設備要求工作人員佩戴笨重的設備，這違背了人機交互中心所倡導的靈活交互原則。"

"此外，目前的方法并沒有在統一的空間中建立人類和機器人的模型，這對于感知和理解整體環境既不直觀也不方便。為了解決這些局限性，本文提出了人機交互的數字孿生系統"。

張澤群、紀玉辰及其同事創建的數字孿生系統創建了一個人類和機器人代理協作場景的虛擬復制品。隨后，該系統會規劃有效的協作策略，并在真實環境中執行這些策略。

以前提出的數字孿生系統依賴于運動捕捉傳感器收集的數據，但在有遮擋物的情況下（即感興趣的物體或代理不在傳感器的視野范圍內或隱藏在障礙物后面），這些系統的效果有時不能令人滿意。因此，研究人員開發了一種人體網格恢復算法，這是一種有助于重建被遮擋人體的計算技術。

此外，張澤群、紀玉辰及其同事還在系統中引入了不確定性估計技術。該技術通過控制算法出錯的風險，提高了動作識別算法的性能。

研究人員在實驗室環境中進行了一系列實驗，評估了他們的新型數字孿生系統，實驗中使用了一個設計用于工業環境的機器人。結果發現，他們的系統能增強機器人與人類代理在各種任務中的協作，包括拋光、拾取、組裝和放置物品等任務。

"實驗結果證明了所提出的方法優于基線方法。"張澤群、紀玉辰及其同事說："最后，通過一個涉及部件組裝的案例研究，驗證了HRC系統的可行性和有效性。

張澤群、紀玉辰及其同事開發的數字孿生系統很快就能在其他工業用機器人上實現，并在更多的實驗中進行進一步測試。