Interacción humano – robot

Interacción humano – robot es el estudio de las interacciones entre humanos y robots. A menudo se refiere como HRI por los investigadores. Interacción humano – robot es un campo multidisciplinar con aportes de interacción humano-computadora, inteligencia artificial, robótica, comprensión del lenguaje natural, diseño, y Ciencias sociales.

Orígenes

Interacción humano – robot ha sido un tema de ciencia ficción tanto especulación académica incluso antes de que existieron alguna robots. Porque HRI depende de un conocimiento de (a veces natural) comunicación humana, muchos aspectos de HRI son continuaciones de comunicación humana temas que son mucho más antiguas que robótica propiamente.

El origen del HRI como un problema discreto fue indicado por el autor del siglo XX Isaac Asimov en 1941, en su novela Yo, Robot. Afirma que la Tres leyes de la robótica como,

“

1. Un robot no puede dañar a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano resulte dañado.
2. Un robot debe obedecer cualquier orden dada por los seres humanos, excepto donde tales órdenes entraría en conflicto con la primera ley.
3. Un robot debe proteger su propia existencia, mientras dicha protección no entre en conflicto con la primera o segunda ley.

”

Estas tres leyes de la robótica determinan la idea de interacción segura. Cuanto más cerca del ser humano y el robot consigue y la más intrincada se convierte la relación, más se eleva el riesgo de un ser humano herido. En la actualidad en las sociedades avanzadas, fabricantes emplean robots resolver este problema por no dejar que los seres humanos y robots comparten el espacio de trabajo en cualquier momento. Esto se logra mediante la definición de zonas seguras usando sensores de mentiroso o jaulas de físicas. Así la presencia de seres humanos está totalmente prohibida en el espacio de trabajo del robot mientras está funcionando.

Con los avances de la inteligencia artificial, los robots autónomos eventualmente podrían tener más comportamientos proactivos, planeando su movimiento en entornos complejos de desconocidos. Estas nuevas capacidades, mantenga seguro como el tema principal y eficiencia como secundario. Para permitir que esta nueva generación del robot, se está realizando investigación sobre detección humana, planificación de movimiento, reconstrucción de escena, comportamiento inteligente mediante la planificación de la tarea y comportamiento obediente usando control de la fuerza (regímenes de control de impedancia o admitancia).

El objetivo de la investigación HRI es definir los modelos de las expectativas de los seres humanos respecto a la interacción robot guía robot diseño y desarrollo algorítmico que permitiría más natural y eficaz interacción entre los seres humanos y robots. Gamas de la investigación de cómo funcionan los seres humanos con mando a distancia, tele-operado vehículos no tripulados a peer-to-peer colaboración con antropomorfo robots.

Muchos en el campo de HRI estudian cómo los seres humanos colaboran e interactúan y utilizan esos estudios para motivar a cómo los robots deben interactuar con los seres humanos.

El objetivo de la interacción humano – robot amigable

Kismet puede producir una amplia gama de expresiones faciales.

Los robots son agentes artificiales con capacidades de percepción y acción en el mundo físico que se refiere a menudo por los investigadores como espacio de trabajo. Su uso se ha generalizado en las fábricas, pero hoy en día suelen encontrarse en las sociedades tecnológicamente más avanzadas en tales dominios críticos como la búsqueda y rescate, batalla militar, mina y detección de bombas, exploración científica, aplicación de la ley, entretenimiento y atención hospitalaria.

Estos nuevos dominios de aplicaciones implican una interacción más estrecha con el usuario. El concepto de cercanía que deben adoptarse en su significado completo, robots y seres humanos comparten el espacio de trabajo pero también comparten objetivos en términos de logro de la tarea. Esta estrecha interacción necesita nuevos modelos teóricos, por un lado por los científicos de robótica que trabajan para mejorar la utilidad de los robots y en la otra mano para evaluar los riesgos y beneficios de este nuevo "amigo" para nuestra sociedad moderna.

Con el avance en AI, la investigación se centra en una parte hacia la interacción física más segura, sino también en una interacción social correcta, depende de criterios culturales. El objetivo es construir una intuitiva y fácil comunicación con el robot a través de discurso, gestos y expresiones faciales.

Dautenhan se refiere a la interacción humano – robot amigable como "Robotiquette" define como las "normas sociales para el comportamiento del robot (un ' robotiquette') que es cómodo y aceptable para los seres humanos" El robot tiene que adaptarse a nuestra manera de expresar deseos y órdenes y no al contrario. Pero cada día entornos tales como hogares tienen reglas sociales mucho más complejas que los implicados en las fábricas o entornos incluso militares. Así, el robot debe percibir y comprender las capacidades para construir modelos dinámicos de su entorno. Necesita categorizar objetos, reconocer y localizar los seres humanos y aún más sus emociones. La necesidad de capacidades dinámicas empuja cada sub campo de la robótica.

En el otro extremo de la investigación HRI el modelado cognitivo de la "relación" entre humanos y los robots beneficia a los psicólogos e investigadores robóticos el estudio de usuario son a menudo de intereses en ambos lados. Esta investigación esfuerza parte de la sociedad humana.

Investigación general HRI

Investigación HRI abarca una amplia gama del campo, un general a la naturaleza del HRI.

Métodos para percibir los seres humanos

Mayoría de los métodos la intención de construir un modelo 3D a través de visión del medio ambiente. Los sensores de la propiocepción permiten el robot tener información sobre su propio estado. Esta información es relativa a una referencia.

Métodos para percibir los seres humanos en el medio ambiente se basan en la información del sensor. Investigación sobre la detección de componentes y software líder de Microsoft proporcionar resultados útiles para la extracción de la cinemática humana (véase Kinect). Un ejemplo de mayor técnica es utilizar la información de color por ejemplo el hecho de que para la luz de la gente de piel las manos son más ligeras que las ropas usadas. En cualquier caso un modelado a priori un ser humano entonces puede equiparse a los datos del sensor. El robot construye o tiene (dependiendo del nivel de autonomía que el robot tiene) un mapeo 3D de su entorno al que se asignaron a los seres humanos ubicaciones.

Se utiliza un sistema de reconocimiento de voz para interpretar los deseos humanos o comandos. Combinando la información inferida por la propiocepción, el sensor y el discurso de la posición humana y el estado (de pie, sentado).

Métodos para la planificación de movimiento

Planificación de movimiento en ambiente dinámico es un desafío que es por el momento sólo alcanzado para 3 a 10 grados de libertad robots. Robots humanoides o incluso 2 robots armados que pueden tener hasta 40 grados de libertad no son aptos para ambientes dinámicos con la tecnología actual. Sin embargo robots inferior-dimensional pueden utilizar método de campo potencial para computar las trayectorias evita colisiones con humanos.

Modelos cognitivos y teoría de la mente

Un montón de datos ha sido reunido con respecto a los estudios de usuarios. Por ejemplo, cuando los usuarios encuentran comportamiento proactivo del robot y el robot no respeta la distancia de seguridad, penetrando en el espacio de usuario, él o ella puede expresar temor. Esto depende de una persona a otra. Sólo experimento intensivo puede permitir un modelo más preciso.

Se ha demostrado que cuando un robot no tiene ningún uso en particular, los sentimientos negativos se expresan a menudo. El robot se percibe como inútil y su presencia se hace molesto.

En otro experimento, ha ocurrido que las personas tienden a atribuir a las características de personalidad del robot que no se aplicaron.

Investigación orientada a la aplicación de HRI

Además de la investigación general de HRI, los investigadores están explorando actualmente áreas de aplicación para los sistemas de interacción humano-robot. Investigación orientada a la aplicación se utiliza para ayudar a traer tecnologías actuales robótica contra problemas que existen en la sociedad actual. Mientras que la interacción humano-robot sigue siendo un área muy joven de interés, hay desarrollo activo e investigación en muchas áreas.

Búsqueda y rescate

Socorristas enfrentan grandes riesgos en búsqueda y rescate configuración (SAR), que generalmente involucran a entornos que no son seguros para un ser humano a viajar. Además, la tecnología ofrece herramientas para la observación de que mucho puede acelerar y mejorar la exactitud de la percepción humana. Los robots pueden utilizarse para abordar estas preocupaciones . Investigación en esta área incluye esfuerzos para robot Dirección percibiendo, movilidad, navegación, planificación, integración y control operado tele.

Los robots SAR ya han desplegado a ambientes tales como el Colapso del World Trade Center.

Otras áreas de aplicación incluyen:

• Entretenimiento
• Educación
• Robótica de campo
• Hogar y compañero de la robótica
• Hospitalidad
• Rehabilitación y cuidado de los ancianos
• Robot asistida por terapia (rata)

Véase también

Robótica

• Robots autónomos
• Reconocimiento de gestos
• Robots humanoides
• Colaboración de humanos-robot
• Robots móviles
• Planificación de movimiento
• Robot personal
• Simulaciones de robot
• Equipos de robot
• Robot social

Tecnología

• Inteligencia artificial
• Reconocimiento automático del habla
• Trabajo colaborativo computadoras compatibles
• Gestión de diálogo
• Tecnología háptica
• Interacción humano-computadora
• Sistemas interactivos ingeniería
• Lingüística
• fusión
• Telemática
• Reconocimiento de la cara

Psicología

• Antropomorfismo y el Valle inquietante

Propiedades

Bartneck y Okada sugerimos que una interfaz de usuario robótico puede ser descrita por las siguientes cuatro propiedades:

Herramienta – escala de juguete

• Es el sistema diseñado para resolver eficazmente el problema o es sólo para entretenimiento.

Control remoto – escala autónoma

• ¿Requiere el robot de control remoto o es capaz de acción sin influencia humana directa?

Reactiva – diálogo escala

• ¿El robot dependen de un patrón fijo de la interacción o es capaz de tener diálogo, intercambio de información — con un humano?

Escala de antropomorfismo

• ¿Tiene la forma o las propiedades de un ser humano?

Conferencias

Conferencia Internacional sobre la robótica Social

La Conferencia Internacional sobre la robótica Social es una conferencia de científicos, investigadores y profesionales divulgar y discutir los últimos avances de sus investigaciones de vanguardia y resultados en la robótica social, así como las interacciones con los seres humanos y la integración en nuestra sociedad.

• ICSR2009, Incheon, Corea del sur en colaboración con la FIRA RoboWorld Congress
• ICSR2010Singapur
• ICSR2011Ámsterdam, Países Bajos

Conferencia Internacional sobre las relaciones personales de humanos-Robot

• HRPR2008, Maastricht
• HRPR 2009Tilburg. Orador Hiroshi Ishiguro.
• HRPR2010Leiden. Orador Kerstin Dautenhahn.

Simposio Internacional sobre nuevas fronteras en la interacción humano-Robot

Este Simposio es organizado en colaboración con la Convención anual de la sociedad para el estudio de la Inteligencia Artificial y simulación del comportamiento.

• 2010Leicester, Reino Unido
• 2009Edimburgo, Reino Unido

IEEE International Symposium en Robot y humana comunicación interactiva

El IEEE International Symposium on Robot y comunicación interactiva humana (RO-MAN) fue fundada en 1992 por Profs. Toshio Fukuda, Hisato Kobayashi, Hiroshi Harashima y Fumio Hara. Los primeros participantes del taller fueron en su mayoría japoneses, y se realizaron los primeros siete talleres en Japón. Desde 1999, se han realizado talleres en Europa y los Estados Unidos, así como Japón, y la participación ha sido de alcance internacional.

ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction

Esta conferencia está entre las mejores conferencias en el campo de HRI y tiene un proceso muy selectivo de revisión. La tasa de aceptación promedio es de 26% y el promedio de asistencia es de 187. Aproximadamente 65% de las contribuciones a la Conferencia provienen de Estados Unidos y el alto nivel de calidad de los informes presentados a la Conferencia llega a ser visible por el promedio de 10 citas que los papeles HRI atrajeron hasta ahora.

• HRI 2006 en Salt Lake CityTasa de aceptación Utah, Estados Unidos,: 0.29
• HRI 2007 en Washington DCTasa de aceptación Estados Unidos,: 0.23
• HRI 2008 en AmsterdamTasa de aceptación Holanda,: 0.36 (0.18 para presentaciones orales)
• HRI 2009 en San DiegoTasa de aceptación CA, Estados Unidos,: 0.19
• HRI 2010 en OsakaLa tasa de aceptación Japón,: 0.21
• HRI 2011 en LausanneTasa de aceptación Suiza,: 0.22 para trabajos completos
• HRI 2012 en BostonTasa de aceptación Massachusetts, Estados Unidos,: 0.25 por completo
• HRI 2013 en TokioLa tasa de aceptación Japón,: 0.24 por completo
• HRI 2014 en BielefeldTasa de aceptación Alemania,: 0.24 por completo

Conferencias relacionadas

Hay muchas conferencias que no son exclusivamente HRI, pero lidiar con los aspectos generales de HRI y a menudo tienen HRI ponencias.

• IEEE-RAS/RSJ International Conference on humanoides Robots (humanoides)
• Computación ubicua (UbiComp)
• IEEE/RSJ Conferencia Internacional sobre Robots inteligentes y sistemas (IROS)
• Interfaces de usuario inteligentes (IIU)
• Interacción humano computadora (CHI)
• Asociación Americana para la Inteligencia Artificial (AAAI)
• INTERACTUAR

Revistas relacionadas

Actualmente existen dos revistas HRI dedicado

• Revista Internacional de robótica Social
• El acceso abierto Diario de interacción humano-Robot

y un nuevo dedicado HRI Journal

y hay varias revistas más generales en la cual se encontrará artículos HRI.

• Revista Internacional de la robótica humanoide
• Sección de robótica de entretenimiento de la revista de informática de entretenimiento
• Revista de estudios de interacción
• Inteligencia artificial
• Sistemas, hombre y cibernética

Enlaces externos

• Interacción humana con el robot J2B2:: Algoritmos, gráficos y material de video
• Grupo de investigación de Robots y personas Carnegie Mellon University:: Estudios experimentales y etnográficos de la interacción humano-robot
• Grupo de investigación en interacción humano-Robot de la Universidad de Carnegie Mellon:: Diseño y desarrollo de sistemas robóticos para uso humano
• Investigación de Mutlu en la interacción humano-robot de sentina:: Diseño del comportamiento social, comprensión del impacto social de la interacción humano-robot
• Proyecto de la NASA en la interacción humano-robot peer-to-peer:: Desarrollo de herramientas y métodos para el trabajo en equipo humano-robot
• Investigación de Takayuki Kanda en la interacción humano-robot:: Investigación experimental de comunicación humanos-robot, experimentos de campo, estudios de laboratorio
• Instituto de robótica y Mecatrónica Centro Nacional de investigación de Alemania para la aeronáutica y el espacio
• Proyecto de CHRIS Los sistemas de interacción humana Robot cooperativa es un proyecto europeo de investigación HRI
• Las interacciones y comunicación Design Lab (CIE), la Universidad Toyohashi:: CIE ha desarrollado una variedad de artefactos sociables futuristas, robots y criaturas en aplicaciones centradas en el humano y realizando una investigación sobre el robot de generación siguiente que pretende establecer una comunicación entre personas y robots en las interacciones sociales.
• El proyecto de investigación europeo Aliz-E centrándose en interacción niño robot:: Aliz-E se centra en las interacciones que los robots pueden tener con los niños a largo plazo y en entornos reales, especialmente en los departamentos de Pediatría.
• El proyecto de investigación europeo LOCOBOT que se centra en un asistente robot autónomo, capaz de habla y gesto interacción para el entorno industrial.
• Ulrich Hottelet: Albert no es feliz - cómo los robots aprenden a vivir con gente, Africanos vecesDe junio de 2009

Otras Páginas

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