第19卷增刊2系统仿真学报©Vol.19Suppl.22007年10月JournalofSystemSimulationOct.,2007基于录制播放的书法动作技能培训吴俊,王党校,张玉茹（北京航空航天大学机器人研究所,北京100083）摘要：研究了利用机器人进行辅助书法培训的方法，克服了传统手把手教学中存在的身体干涉、要求教师数量多等不足。基于录制播放的思想，通过力觉交互设备记录专家书写过程中的动作技能信息，存储为标准的力觉文件，然后，控制交互设备带着受训者再现此动作，从而使受训者感知书写过程的运动信息。分析了动作的速度、轨迹曲率对播放性能的影响，提出了基于斜率和标准螺旋曲线的播放性能评价标准，得到速度、曲率的增大会导致播放效果变差的结论，为力觉信息文件的修改和编辑提供了理论指导。通过实验对此书法技能再现系统进行了验证。关键词：动作技能培训；力觉交互；录制播放；评价中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1004-731X(2007)Acalligraphymotorskilltrainingsystembasedonrecord-playmethodWUJun,WANGDang-xiao,ZHANGYu-ru(RoboticsInstitute,BeihangUniversity,Beijing100083,China)Abstract:Toovercomethebodyinterventionandhighteacher-studentratiointhetraditionalhandbyhandmotorskilltrainingprocess,robotassistedmotorskilltrainingmethodisdeveloped.Basedontherecord-playmethod,thehandwritingtrajectoryofanexpertisfirstrecordedusingahapticdevice,savedasastandardhapticfile,thendisplayedtothestudentbycontrolofthedevice.Bythisway,thestudentcanhaveavividsensationofthemovementinhandwriting.Theinfluenceofthespeedandcurvatureoftheskilltotheperformanceofthedisplayprocessisanalyzed.AcriterionbasedonslopesimilarityandtheArchimedesSpiralLineisproposedtoevaluatetheperformance.Theresultshowshigherspeedandbiggercurvaturewilllowertheperformance,andthiscanserveasguidanceforthehapticfilemodificationandeditor.Experimentwascarriedoutandtheresultvalidatedtherecord-playtrainingmethod.Keywords:motorskilltraining;hapticinteraction;record-play;criterion模式适用于培训的初级阶段，可以让受训者对动作技能有更引言直观的了解。动作技能是为完成特定任务而通过练习形成的一定的被动模式——操作者带着交互设备练习某一动作，当其动作方式。人类在完成灵巧和精细的操作时，不但需要眼睛偏离预定动作时，交互设备输出矫正力。被动模式下受训者实时观察着被操作对象，更需要对手臂、手腕、手指的肌肉有更大的自主性，因而此培训模式适合作为训练的第二个阶和关节进行运动控制和力控制。灵巧操作过程中涉及到视段[1]。觉、力觉和触觉信息的感知，手、眼和大脑的高度协调。这汉字的书写是一个复杂的过程，它包括了视觉的感知、类操作技能的训练是一个多种感觉器官信息融合、多种运动力觉的感知、记忆的调用、动作的控制等不同部分。本文以执行器协调控制、需要经过反复学习和训练的过程。汉字书法培训为实例研究了主动模式下的动作技能的训练传统的动作技能培训方法包括教师手把手教学和模仿，方法。这两种方式都存在着一定的不足。主要表现为要求教师数量Y.Yokokohji等研究了通过视觉/力觉交互设备进行技能多，技能水平高，而且存在时间和空间上的限制。随着虚拟训练的可能性[2]，提出了“所见即所感”的视觉/力觉播放概现实技术和力觉交互技术的发展，通过计算机作为媒