Nghiên cứu của các nhà nghiên cứu về tương tác giữa người và robot là một bước đầu trong việc tạo ra các 'hướng dẫn' robot trong tương lai

Nghiên cứu của các nhà nghiên cứu về tương tác giữa người và robot là một bước đầu trong việc tạo ra các 'hướng dẫn' robot trong tương lai

    Nghiên cứu của các nhà nghiên cứu về tương tác giữa người và robot là một bước đầu trong việc tạo ra các 'hướng dẫn' robot trong tương lai
    bởi Andrew Careaga, Đại học Khoa học và Công nghệ Missouri

    Researchers’ study of human-robot interactions is an early step in creating future robot “guides”
    Tiến sĩ Yun Seong Song, trợ lý giáo sư kỹ thuật cơ khí và hàng không tại Missouri S&T, với robot tương tác Ophrie của mình. Nhà cung cấp hình ảnh: Mike Pierce, Missouri S&T


    Một nghiên cứu mới của các nhà nghiên cứu Khoa học & Công nghệ Missouri cho thấy cách các đối tượng con người, đang đi trong tay với người dẫn đường bằng robot, căng cứng hoặc thả lỏng cánh tay của họ vào những thời điểm khác nhau trong quá trình đi bộ. Phân tích của các nhà nghiên cứu về các chuyển động này có thể hỗ trợ việc thiết kế các hướng dẫn và trợ lý robot thông minh hơn, giống con người hơn.

    "Công trình này trình bày phép đo và phân tích đầu tiên về độ cứng của cánh tay con người trong quá trình tương tác vật lý trên mặt đất giữa một robot lãnh đạo và một người đi theo con người", các nhà nghiên cứu của Missouri S&T viết trong một bài báo gần đây được công bố trên tạp chí Scientific Reports.

    Trưởng nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ Yun Seong Song, trợ lý giáo sư kỹ thuật cơ khí và hàng không tại Missouri S&T, mô tả những phát hiện này là "bước đầu trong việc phát triển một robot giống như con người khi nó tương tác vật lý với đối tác của con người."

    Song nói: “Điều này liên quan đến ý tưởng có những robot hỗ trợ có thể tương tác liên tục với chúng ta.

    Con người thường xuyên tương tác với nhau mà không cần giao tiếp bằng lời nói hoặc thậm chí là tín hiệu trực quan khi thực hiện một số nhiệm vụ nhất định, chẳng hạn như khi một người giúp người khác đi bộ hoặc khi một cặp vợ chồng nhảy điệu valse. Trong bài báo cáo Khoa học của họ, các nhà nghiên cứu mô tả các lực tác động khi một hướng dẫn viên rô bốt đi cùng con người theo ba quỹ đạo khác nhau.

    Song nói: “Thoạt nhìn, tương tác vật lý là một nhiệm vụ năng động với sự trao đổi quyền lực được quyết định bởi các đặc tính thụ động của thực thể tương tác. "Nhưng nếu bạn kiểm tra cách con người xử lý tương tác vật lý, bạn nhận ra rằng phải liên tục xử lý thông tin và ra quyết định để suy ra ý định của nhau. Khám phá cơ chế mà điều này xảy ra sẽ giúp chúng tôi thiết kế các robot trong tương lai có thể tương tác liền mạch với các đối tác của con người.

    "Ngay cả khi không có mục tiêu được chia sẻ rõ ràng, hai đối tác của con người có thể tương tác thể chất với nhau để thực hiện các nhiệm vụ hợp tác", Song và các nhà nghiên cứu KH&CN Missouri, Tiến sĩ Devin Burns, phó giáo sư khoa học tâm lý và Tiến sĩ Sambad Regmi, người đã viết. bằng Tiến sĩ từ S&T vào tháng 5 năm 2022. Burns đã giúp thiết kế thử nghiệm và "giải thích dữ liệu một cách chặt chẽ" trong khi đồng cố vấn cho Regmi, Song nói.


    (a) Sơ đồ thiết lập thí nghiệm pHRI trên mặt đất (nhìn từ trên xuống). Độ dài theo phương ngang của AB, BC, BD / BG, DE / GH và EF / HI lần lượt là 1,5 m, 3,95 m, 1,25 m, 1,85 m và 0,85 m. D và G (và do đó F và I) cách nhau 0,5 m. (b) Một thành viên của nhân viên nghiên cứu cầm tay cầm rô bốt để thể hiện tư thế khi bắt đầu thử nghiệm. Tín dụng: Báo cáo Khoa học (2022). DOI: 10.1038 / s41598-022-23496-z
    Sử dụng robot tương tác được phát triển gần đây của họ, Ophrie, các nhà nghiên cứu đã mô phỏng một nhiệm vụ đi bộ có hướng dẫn yêu cầu đối tượng là con người nhắm mắt trong khi giữ tay cầm trên cánh tay của robot. Ophrie — từ viết tắt của Overground Physical Human Robot Interaction — được lập trình để di chuyển trên quỹ đạo thẳng trong 1,5 mét đầu tiên của chuyến đi bộ (khoảng 5 feet), sau đó lệch sang trái hoặc phải hoặc tiếp tục quỹ đạo thẳng. Các đối tượng dự kiến ​​sẽ phản ứng với các tín hiệu xúc giác được truyền qua tay cầm để cảm nhận chuyển động của robot.

    Các nhà nghiên cứu KH&CN đã đo độ cứng của cánh tay tại hai thời điểm trong quá trình đi bộ: hoặc khi robot có thể thực hiện một trong ba quỹ đạo khác nhau, tại thời điểm đó đối tượng là con người ít chắc chắn hơn về đường đi hoặc vào cuối quá trình đi bộ, khi đối tượng nhiều hơn nhất định về đường đi của robot.

    Các nhà nghiên cứu viết: “Chúng tôi quan sát thấy độ cứng của cánh tay thấp hơn ở những thời điểm khi quỹ đạo sắp tới của robot không xác định được so với những trường hợp khi nó có thể dự đoán được”. Điều này đưa ra "bằng chứng đầu tiên về điều biến độ cứng của cánh tay để giao tiếp vận động tốt hơn trong quá trình tương tác vật lý trên mặt đất."

    Mười đối tượng con người ở độ tuổi ngoài 20 đã tham gia vào các thí nghiệm. Chín trong số 10 người là nam giới, một người thuận tay trái và không ai báo cáo về bất kỳ rối loạn thần kinh nào.

    Song, việc hiểu được sự tương tác giữa con người và robot có thể dẫn đến những cải tiến trong thiết kế robot. Một trợ lý robot tương tác có thể được sử dụng trong chăm sóc người già, vật lý trị liệu và các lĩnh vực khác.

    Song cho biết: “Giống như một đối tác của con người, những con robot này sẽ giúp một công nhân xây dựng mang vác đồ đạc hoặc một người già có vấn đề về vận động đi bộ từ phòng ngủ đến nhà bếp. "Chúng tôi muốn những robot này có hiệu quả về mặt hoạt động, trực quan để sử dụng và giao tiếp, đồng thời an toàn khi tương tác, tất cả trong khi duy trì tiếp xúc cơ thể với đối tác là con người của chúng."

    Zalo
    Hotline