論文の概要: GAMORA: A Gesture Articulated Meta Operative Robotic Arm for Hazardous Material Handling in Containment-Level Environments

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.14513v1
• Date: Tue, 17 Jun 2025 13:40:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-18 17:34:59.487346
• Title: GAMORA: A Gesture Articulated Meta Operative Robotic Arm for Hazardous Material Handling in Containment-Level Environments
• Title（参考訳）: GAMORA: 包み込みレベル環境下での有害物質処理のためのジェスチャー操作型メタ操作型ロボットアーム
• Authors: Farha Abdul Wasay, Mohammed Abdul Rahman, Hania Ghouse,
• Abstract要約: GAMORAは、自然の手の動きを使って危険タスクの遠隔実行を可能にする、VR誘導ロボットシステムである。 既存のスクリプト自動化や従来の遠隔操作とは異なり、GAMORAはOculus Quest 2、NVIDIA Jetson Nano、Robot Operating System(ROS)を統合している。 このシステムはVRベースのトレーニングとシミュレーションをサポートし、3Dプリントされたロボットアームを介して物理的な環境で精密なタスクを実行する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The convergence of robotics and virtual reality (VR) has enabled safer and more efficient workflows in high-risk laboratory settings, particularly virology labs. As biohazard complexity increases, minimizing direct human exposure while maintaining precision becomes essential. We propose GAMORA (Gesture Articulated Meta Operative Robotic Arm), a novel VR-guided robotic system that enables remote execution of hazardous tasks using natural hand gestures. Unlike existing scripted automation or traditional teleoperation, GAMORA integrates the Oculus Quest 2, NVIDIA Jetson Nano, and Robot Operating System (ROS) to provide real-time immersive control, digital twin simulation, and inverse kinematics-based articulation. The system supports VR-based training and simulation while executing precision tasks in physical environments via a 3D-printed robotic arm. Inverse kinematics ensure accurate manipulation for delicate operations such as specimen handling and pipetting. The pipeline includes Unity-based 3D environment construction, real-time motion planning, and hardware-in-the-loop testing. GAMORA achieved a mean positional discrepancy of 2.2 mm (improved from 4 mm), pipetting accuracy within 0.2 mL, and repeatability of 1.2 mm across 50 trials. Integrated object detection via YOLOv8 enhances spatial awareness, while energy-efficient operation (50% reduced power output) ensures sustainable deployment. The system's digital-physical feedback loop enables safe, precise, and repeatable automation of high-risk lab tasks. GAMORA offers a scalable, immersive solution for robotic control and biosafety in biomedical research environments.
• Abstract（参考訳）: ロボティクスと仮想現実(VR)の融合により、リスクの高い実験室、特にウイルス実験室におけるより安全で効率的なワークフローが実現された。 バイオハザードの複雑さが増大するにつれて、正確性を維持しながら直接被曝を最小限に抑えることが不可欠である。 GAMORA(Gesture Articulated Meta Operative Robotic Arm)は,手動作による危険タスクの遠隔実行を可能にする,VR誘導型ロボットシステムである。 既存のスクリプト自動化や従来の遠隔操作とは異なり、GAMORAはOculus Quest 2、NVIDIA Jetson Nano、Robot Operating System(ROS)を統合し、リアルタイム没入型制御、デジタルツインシミュレーション、逆キネマティクスに基づく調音を提供する。 このシステムはVRベースのトレーニングとシミュレーションをサポートし、3Dプリントされたロボットアームを介して物理的な環境で精密なタスクを実行する。 逆キネマティクスは、検体処理や配管などの微妙な操作の正確な操作を保証する。 パイプラインにはUnityベースの3D環境構築、リアルタイムモーションプランニング、ハードウェア・イン・ザ・ループテストが含まれている。 GAMORAは平均位置差2.2mm(4mmから改善)、配管精度0.2mL以内、再現性1.2mmを50回の試験で達成した。 YOLOv8による統合された物体検出は空間認識を高め、エネルギー効率の高い操作(50%の消費電力削減)は持続可能な配置を保証する。 このシステムのデジタル物理フィードバックループは、安全で正確で反復可能な高リスクラボタスクの自動化を可能にする。 GAMORAは、バイオメディカル研究環境におけるロボット制御とバイオセーフティのためのスケーラブルで没入型ソリューションを提供する。

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