Fakulta informačních technologií VUT v Brně

Detail práce

Human-Robot Interaction: Advanced Task-centered Interfaces for Non-Expert Users

Disertační práce Student: Materna Zdeněk Ak.rok: 2019/2020 Vedoucí: Smrž Pavel, doc. RNDr., Ph.D.
Název česky
Interakce člověka s robotem: pokročilá úkolově orientovaná rozhraní pro neodborné uživatele
Jazyk
anglický
Stav
obhájeno
Obhajoba
9. října 2019
Ústav
Studijní program
Obor studia
Soubory
Klíčová slova
Interakce člověka s robotem; teleoperace; vzdálená manipulace; spolupracující roboti; zjednodušené programování.
Abstrakt
Poslední roky přinesly rostoucí trend nasazení robotů v nových aplikacích, kde se od nich očekává nejen práce vedle lidí, ale skutečná spolupráce na společných komplexních úlohách. K umožnění blízké, bohaté a přirozené interakce člověka s robotem, bude nutné podstatně rozšířit schopnosti současných robotických systémů. Dále již nebude docházet k interakci jen mezi roboty v bezpečnostních klecích a experty na jejich programování. Stále častěji budou interagovat s~bezpečnými spolupracujícími roboty uživatelé bez odborných znalostí z oblasti robotiky, s různorodým vzděláním a zkušenostmi. Úžasně složitá zařízení, kterými dnešní roboti jsou, se tak stanou ještě složitějšími, což představuje zásadní výzvu pro návrh jejich uživatelských rozhraní.Cílem této práce je zkoumat a vyvinout řešení umožňující blízkou interakci mezi neodbornými uživateli a komplexními roboty. Výzkum byl zaměřen na dvě oblasti robotiky: asistenční servisní a průmyslové spolupracující roboty. Ačkoliv se tyto dvě oblasti vyznačují odlišnými požadavky, pro návrh interakce mezi člověkem a~robotem je možné použít podobné principy. Nedostatky stávajících přístupů jsou řešeny návrhem nové metody pro úlohově zaměřenou interakci. Nejvýznamější aspekty metody jsou využití smíšené reality, autonomních funkcí robota, komunikace vnitřního stavu robota, kontextová citlivost a použití modalit vhodných pro danou úlohu. Pro obě oblasti zaměření výzkumu bylo na základě metody navrženo a implementováno uživatelské rozhraní. Obě rozhraní byla úspěšně ověřena s neodbornými uživateli, kteří díky nim byli schopni úspěšně spolupracovat s robotem na složitých úlohách. Publikovaná ověření rozhraní prokazují, že realizovaná metoda významně zlepšuje blízkou interakci mezi člověkem a robotem, která s dosavadními přístupy nebyla plně dosažitelná. Klíčové aspekty metody představují vodítko pro návrh uživatelských rozhraní v oblasti spolupracujících robotů.
Citace
MATERNA, Zdeněk. Human-Robot Interaction: Advanced Task-centered Interfaces for Non-Expert Users. Brno, 2019. Disertační práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií. 2019-10-09. Vedoucí práce Smrž Pavel. Dostupné z: https://www.fit.vut.cz/study/phd-thesis/552/
BibTeX
@PHDTHESIS{FITPT552,
    author = "Zden\v{e}k Materna",
    type = "Diserta\v{c}n\'{i} pr\'{a}ce",
    title = "Human-Robot Interaction: Advanced Task-centered Interfaces for Non-Expert Users",
    school = "Vysok\'{e} u\v{c}en\'{i} technick\'{e} v Brn\v{e}, Fakulta informa\v{c}n\'{i}ch technologi\'{i}",
    year = 2019,
    location = "Brno, CZ",
    language = "english",
    url = "https://www.fit.vut.cz/study/phd-thesis/552/"
}
Nahoru