期刊名：Robotics

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/robotics

客座编辑: Dr. Chris Lytridis

特刊link: https://www.mdpi.com/journal/robotics/special_issues/Human_Robot_Collaboration

如何在现有研究领域内，找到一个合适的论文选题？本期为您推荐特刊“基于数字孪生的人机协作系统”的相关文章，提供更多论文选题灵感。

论文一：

中文标题：针对移动机器人操作的虚拟现实远程操作系统

Doi链接：https://doi.org/10.3390/robotics12060163

本文设计了一套基于 HTC Vive Pro 2 虚拟现实设备、Unity 引擎及 ROS 系统的 KUKA youBot 机器人远程操作训练系统，并通过 Gazebo 仿真保障操作的安全性。

·选题方向参考

未来研究可以从提升虚拟现实交互体验入手，如提升用户的体验质量、减少延迟、提供更直观的用户界面等。其次，可拓展社交化交互功能，探索虚拟现实远程操作在远程教育、老年人智能辅助等跨领域的应用价值。此外，未来研究可通过 ROS 安全机制来保障数据传输安全和机器人控制，尤其是在机器人与敏感环境和系统进行交互的高风险应用中。

论文二

中文标题：通过连接NEP+和ROS实现人机协作的工业5.0数字孪生路径

Doi链接：https://doi.org/10.3390/robotics13020028

本文提出了 nep2ros ROS 功能包，用于整合 ROS （Robot Operating System）的技术导向优势与 NEP + （以人为中心的开发框架）的跨平台特性，以解决工业 5.0 下构建以人为中心的系统时异构软硬件集成的复杂性问题。

·选题方向参考

本文仅验证了 NEP + 与 Unity、ROS 的集成，未来可以进一步研究NEP + 的跨平台适配性，可拓展至Unreal Engine、Nvidia Omniverse 等其他主流仿真平台，ROS 与 Unity 等平台的坐标系差异等深层集成难题也有待解决。其次，当前 nep2ros 功能包仅支持 JSON 编码，未来研究可引入 MessagePack 编码并开发 ROS2 专属版本以提升通信性能。此外，本文仅测试了 NEP + 在指定系统间的固有通信性能，未来需在多设备、多系统复杂场景中测试 NEP + 的时延与可扩展性，结合真实环境因素完善性能评估。最后可搭建 HDT （human digital twin）与机器人深度学习系统的联动机制，利用人机协作数据实现机器人的持续学习与能力迭代。

论文三

中文标题：一项离线机器人编程方法性能的用户研究——基于增强现实与动作捕捉技术，以实现机器人独立的动觉教学

Doi链接：https://doi.org/10.3390/robotics13030035

本文提出了一种基于演示编程（programming by demonstration，PbD）的新型离线编程（offline programming，OLP）方法，并通过用户研究进行了验证。

·选题方向参考

本文基于演示编程的离线机器人编程方法当前适用场景较窄，未来可以拓展至焊接、粘接、打磨等多元工业工序，并重点关注复杂轨迹场景下的探针尖端作业精度。其次，可以通过提高头显设备（HMD）的分辨率和改进视野中信息的布局来改进可视化效果。例如，可以为轨迹添加虚拟信息标签 以指示应用程序的流程。此外，SmartPd 在抓取器尖端的重量和精度方面仍有改进的空间。

论文四

中文标题：协作工作环境参数变化对装配作业效率的影响

Doi链接：https://doi.org/10.3390/robotics13030036

本文研究分析了在特定的装配操作中，协作机器人的运动参数、声学参数和视觉因素的变化所产生的影响，并通过操作时间来衡量装配过程的效率。

·选题方向参考

本文研究是在实验室环境中针对特定的装配操作进行的，未来研究可将实验迁移至真实企业场景并延长研究周期，扩大参与者规模以积累更多数据。其次，未来研究可引入高级统计方法，并考虑性别、生理特征、压力等关键影响参数。最后，未来可进一步升级数字孪生功能，并进一步挖掘视觉、运动与声学因素的深层关联。

论文五

中文标题：利用 Simscape 多体仿真技术设计机器人的数字孪生模型

Doi链接：https://doi.org/10.3390/robotics13040062

本文基于 Matlab 的 Simscape Multibody 工具箱，设计了一个六自由度关节式机器人的高保真数字孪生体，并利用该模型对计算力矩控制方案进行了测试。

·选题方向参考

本文搭建的模型仅纳入了关节旋转摩擦、传动齿轮等部分非理想因素，未来研究可以丰富模型的非理想因素维度，将皮带、谐波传动的柔性影响也纳入考量范围，让数字孪生的动力学特性更贴近实体机器人。其次，依托的机器人系统工具箱虽降低了建模门槛，却存在显著的模拟速度减慢问题，可通过算法改进或工具链整合提升模拟效率，进一步拓展模型的应用场景。

论文六

中文标题：一种在拆解过程中利用数字孪生和虚拟现实实现人机协作增强的框架

Doi链接：https://doi.org/10.3390/robotics13070104

本文提出了一种将数字孪生（DT）和虚拟现实（VR）技术相结合的框架，具备动态模拟和可视化拆解过程的能力。

·选题方向参考

未来研究可以进一步拓展该框架的产品适配性，使其能处理不同复杂度、状态的待拆解物品。其次，可以再延伸至多变环境及装配和维护等多元工业场景，以验证该框架的通用性与可扩展性。此外，未来研究有待进行大量的实证研究和测试，以确保该系统的有效性和易用性。