Žmogaus ir roboto sąveika PDF

Žmogaus ir roboto sąveika  Turinys Žmogaus ir roboto sąveika Pagalbinės sąsajos Socialinė robotika Papildyta realybė (AR) - išplėstinė robotika (XR) Žmogaus ir roboto bendradarbiavimas Žmogaus ir roboto sąveika = Human-Robot Interaction (HRI) Žmonėms skirtų robotų analizė,...

Žmogaus ir roboto sąveika  Turinys Žmogaus ir roboto sąveika Pagalbinės sąsajos Socialinė robotika Papildyta realybė (AR) - išplėstinė robotika (XR) Žmogaus ir roboto bendradarbiavimas Žmogaus ir roboto sąveika = Human-Robot Interaction (HRI) Žmonėms skirtų robotų analizė, projektavimas, modeliavimas, diegimas ir vertinimas. Integruoti socialinę informatiką, žmogiškuosius veiksnius, pažinimo mokslą ir tinkamumo naudoti sąvokas  HRI susijusi su žmogaus-kompiuterio sąveika (HCI) ir žmogaus-mašinos HRI sąveika (HMI) Tikslas: ir informacijos perdavimas iš įrenginio vartotojui ir informacijos perdavimas iš vartotojo į įrenginį HCI HRI skiriasi nuo HCI ir HMI, nes HRI susijusi su sistemomis (robotais) kurie: ir turi sudėtingas, dinamines valdymo sistemas, HMI turi autonomiškumą, gali pažinti pasaulį ir veikti besikeičiančioje, realaus pasaulio aplinkoje.  Pagrindinės tyrimų temos Robotų tinkamumas naudoti (usability) Mokslinis MOKSLAS HCI bendraujant su supratimas apie žmonėmis robotikos priencipus Kaip žmonės reaguoja į fizinius robotus? Ar robotai turėtų būti panašūs į žmones ? Kaip projektuoti robotų valdymo sąsajas? ROBOTIKA IR AI Robotus, kurie daro tikrus dalykus realiame pasaulyje dirbdami kartu su tikrais žmonėmis (pvz., pramoninėje gamyboje)  Žmogaus ir roboto sąveikos (HRI) procesas 1.Aplinka (Environment) 2.Fizinė sąveika (Physical Interaction) 3.Socialinė sąveika (Social Interaction) 4.Intencija (Intention) 5.Grįžtamasis ryšys (Feedback) Spalvos jutiklis – aptinka ir identifikuoja spalvas. Ultragarsinis modulis –atstumui matuoti. Infraraudonųjų spindulių kliūčių vengimo modulis – nustato kliūtis.. Šviesos jutiklis (fotosensorius) – reaguoja į šviesos intensyvumą. Akselerometras – matuoja pagreitį, judesį ir posvyrį.  Spalvos/gestų/šviesos jutiklis – aptinka spalvą, šviesos lygį ir gestus. Garsinis jutiklis – fiksuoja garso signalus aplinkoje. Giroskopas (GYRO) – matuoja orientaciją ir kampinį greitį. Magnetometras (MAG) – nustato magnetinį lauką (pvz., kompaso funkcijai). Infraraudonųjų spindulių kamera (IR) – naudojama objektų aptikimui ir stebėjimui. Fotosensorius – skirtas jautrumui šviesai matuoti. Sąveikos būdai  Gestai Veido išraiškos Žvilgsnio/akių stebėjimas Haptinės (liečiamosios) sąsajos Kalba - natūrali kalba Multimodalinės sąsajos 8 Sąsajų elementai Front-end: Signalų gavimas, apdorojimas, analizė, atpažinimas Valdymo sąsajos Back-end: Dirbtinis intelektas Duomenų bazės Dialogo valdymas  Natūralios žmogaus ir roboto sąsajos Natural User Interface (NUI)  „Makeblock“ Robotinė ranka su „LeapMotion“ valdymu [demonstracija] https://www.youtube.com/w atch?v=-NqkYsIXkxw Gestais pagrįstos sąsajos - vaizdo įrašas  Gestų sąsajoje naudojami jutikliai Bekontakčiai metodai Kontaktiniai metodai  Pagalbinė robotika Padeda neįgaliems žmonėms atlikti fizines užduotis Care-O-bot®: sugriebti daiktus ir atnešti juos gyventojui Bendravimas RIBA, Japonija: pacientų Žmonės robotus laiko perkėlimas, 2009 m socialiniais subjektais. U Penno PARO, 2011 m https://www.youtube.com/watch?v=t2eO4CD-0WY Reabilitacinė robotika  Reabilitacija ir pagalbinė robotika Egzoskeletas Mechatroniniai žaislai ir Robotiniai žaislai, skirti apatinei galūnei nešiojami prietaisai gydyti autistiškus vaikus motorinė terapija ankstyvam neurologinio vystymosi sutrikimų diagnostikai Jutiklinis barškučių žaislas su Keepon, Japonijoje sukurtas „Pediatric Lokomat“ („Hocoma robotas daugybe inercinių, magnetinių ir Ltd“) skirta intensyviai lytėjimo jutiklių neurologinių sutrikimų turinčių vaikų judėjimo terapijai https://www.youtube.com/watch?v=nPdP1jBfxzo https://www.youtube.com/watch?v=1be8AeDvrEA&t=14s  Robotiniai egzoskeletai https://www.youtube.com/watch?v=RxpV9P9oxLc Dėvima robotika (wearable robotics)  Žmogaus galimybių išplėtimas (human augmentation) Minkštoji (soft) dėvima robotika Naudojamos lanksčios, į odą panaųios medžiagos, dirbtiniai raumenys Kietoji (hard) dėvima robotika Kietos medžiagos (metalas, plastikas) https://www.youtube.com/watch?v=sk1NkWl_W2Y  Mioelektrinis valdymas https://www.youtube.com/watch?v=0eQf3sWtRj 4 Fiziologinė EMG sąsaja  Mobilūs robotai neįgaliesiems Smegenų ir kompiuterio sąsaja (BCI)  Įvadas į BCI Smegenų ir kompiuterio sąsaja (BCI) yra tiesioginis ryšys tarp smegenų ir išorinio įrenginio BCI dažnai yra skirti: padedanti, padidinanti ar pataisanti žmogaus pažinimo ar jutimo-motorines funkcijas  Smegenų ir kompiuterio vaizdo įrašas sąsaja- Pagalbinis robotas, valdomas per smegenų ir kompiuterio sąsają https://www.youtube.com/ watch?v=dEb1jKdqVP8 Papildyta realybė Papildyta realybė: palengvinti sąveiką papildant fizinį pasaulį virtualia informacija Mobilus įrenginys ir ant galvos sumontuotas AR įrenginys Šiose programose žmogus vis dar atlieka pagrindinį darbą  AR Nauja HRI Bendra sąsaja Išplėstinė erdvė realybė kaip HRI sąsaja https://www.youtube.com/watch?v=-aGTXE9xV5k  Pavyzdinė sistema „Microsoft Hololens“ Mišrios realybės ekranas ant galvos Roboto ranka Barrett viso rankos manipuliatorius (WAM) 7-DOF MYO apyrankė valdymui 1-DOF valdymo įvestis, skirta galiniam manipuliatoriui valdyti  https://www.youtube.com/watch?v = Papildytos -MfNrxHXwow realybės (AR) robotai – vaizdo įrašas Tele-egzistencija ir ko-egzistencija Robotas – naudotojo „skaitmeninis dvynys“ Naudotojas jaučia viską ką „jaučia“ robotas Galimybė judėti laisvai erdvėje Projekcija į aplinką Analogiška VR tik realioje nutolusioje fizinėje erdvėje, o vietoje virtualaus avataro – fizinis robotas Tele- egzistencijos robotinė sistema Tele-egzistencija: nutolęs naudotojas jaučia, kad yra vietinėje aplinkoje Ko-egzistencija: lokalus naudotojas jaučia, kad nutolęs naudotojas yra su juo vietinėje aplinkoje Tele- egzistencija  Pagalbinis antropomorfinis robotas https://www.youtube.com/watch?v= Tele- 3glmo2OftPg egzistencija - vaizdo įrašas Įkūnytoji intelektinė sistema (Embodied Intelligence) Žmogaus ir roboto bendra- darbiavimas pramonėje  HRI rūšys Sambūvis (coexistence) - galimybė dalytis darbo erdve be bendros užduoties arba nereikalaujant kontakto, veiksmų ir ketinimų koordinavimo Bendras veikimas (cooperation) - žmonės ir roboto tikslai, vieta ir veikimo laikas sutampa. Bendradarbiavimas (colalboration) - sudėtingos užduoties atlikimas su tiesiogine sąveika Fizinis bendradarbiavimas - tarp žmogaus ir roboto vyksta aiškus ir apgalvotas kontaktas Bekontaktis bendradarbiavimas - nėra fizinės sąveikos Hentout, et al. (2019). Human–robot interaction in industrial collaborative robotics: a literature review of the decade 2008–2017. In Advanced Robotics (Vol. 33, Issues 15–16, pp. 764–799).  DĖVIMI ROBOTAI ATEITIES GAMYKLAI Nešiojami robotai ir papildyta realybė Darbas gamykloje: ekonominis produktyvumas ir darbuotojų gyvenimo kokybė  Gamyklos našumo ir Gamyklos darbuotojo darbo rinkos analizė našumas ir sužalojimų prevencija Nuo laboratorijos iki gamyklos FW-HTF: viso kūno egzoskeletai pažangiam profesiniam tobulinimui (WEAVE); 1839946(Srinivasanas, VA Tech) Įprastinė roboto darbo aplinka gamykloje Kobotai – bendradarbiaujantys robotai Kobotai – pramoniniai robotai, kurie gali tiesiogiai ir saugiai bendradarbiauti (dirbti kartu tuo pačiu metu ir toje pačioje darbo vietoje) su žmonėmis. Taikomi pramonės saugos standartai ISO/TS 15066: 2016 STANDARTAS  Žmonių- robotų bendradarbi avimas Simbiotinis bendradarbiavimas Savarankiškumas grupėje Konteksto suvokimas Bendravimas Virtualus atstovavimas Atsiliepimas Sauga „Move up a little“ -> [Up, Move, 1, mm] Multimodalinis roboto bendradar- biavimas žmogaus ir Sambūvis Sinchronizuota Bendras veikimas Bendradarbiavimas veikla  „Saugumo įvertintas stebimas sustojimas“ „Rankinis valdymas“ Bendradarbiavimo režimai pagal pagal robotų saugos standartus ISO 10218-1/2: 2011 „Greitis ir atskyrimo stebėjimas“ „Galios ir jėgos ribojimas“  Žmogaus ir roboto bendradarbiavimo strategijos 1 žmogus : 1 žmogus : Daug žmonių : Daug žmonių : 1 robotas daug robotų 1 robotas Daug robotų  Skaitmeninis dvynys Skaitmeninis sistemos vaizdas Dvi erdvės: Skaitmeninė erdvė – 3D virtualus kartu egzistuojančio ar bendradarbiaujančio žmogaus ir roboto vaizdas Fizinė erdvė - gamybos sistema, kurią sudaro žmonės, robotai ir kita aparatūra Saugumo prioritetas bendra- darbiaujant