Många nya applikationer för robotar kräver att de arbetar tillsammans med människor som kompetenta medlemmar av människa-robot team. Dessa inkluderar-på lång sikt-robotar för bostäder, sjukhus, och kontor, men finns redan i mer avancerade miljöer, såsom utforskning av rymden. Det arbete som redovisas i denna rapport är en del av ett pågående samarbete med NASA JSC för att utveckla Robonaut, en humanoid robot som föreställs arbeta med mänskliga astronauter för underhåll av rymduppdrag. Hittills har arbetet med Robonaut huvudsakligen undersökt att utföra en gemensam uppgift med en människa där roboten teledrivs. Men insiktsfull desorientering, sensoriskt buller och kontrollförseningar gör teleoperation kognitivt utmattande även för en mycket skicklig operatör. Kontrollförseningar i långdistansteledrift gör det också svårt att samarbeta skuldra mot skuldra. Dessa frågor motiverar vårt arbete med att göra robotar som samarbetar med människor mer självständiga. Vårt arbete fokuserar på ett scenario av en människa och en autonom humanoid robot som arbetar tillsammans skuldra till skuldra, dela arbetsytan och de objekt som krävs för att slutföra en uppgift. En robotmedlem i ett sådant team måste kunna arbeta mot ett gemensamt mål, och vara överens med människan om den sekvens av åtgärder som kommer att krävas för att nå detta mål, samt dynamiskt anpassa sin plan efter människans handlingar. Mänsklig-robot-samarbete av detta slag är en viktig men relativt outforskad typ av människa-robot-interaktion. I detta dokument beskrivs vårt arbete för att skapa en dynamisk samarbetsram som möjliggör ett sådant samspel. Vi diskuterar vår arkitektur och dess genomförande för att kontrollera en humanoid robot, arbetar med en uppgift med en mänsklig partner. Vår strategi bygger på en gemensam avsiktsteori, som visar att för att gemensamma åtgärder ska uppstå måste lagkamrater kommunicera för att upprätthålla en uppsättning gemensamma uppfattningar och samordna sina åtgärder mot den gemensamma planen. Dessutom måste de visa engagemang för att göra sin egen del, för att de andra ska göra sitt, för att ge ömsesidigt stöd och slutligen för en ömsesidig tro på uppgiftens tillstånd. Vi hävdar att i detta syfte är begreppet uppgifts- och åtgärdsmål centralt. Vi presenterar därför en målstyrd hierarkisk uppgiftsrepresentation och ett samarbetssystem som genomför många av de ovan nämnda kraven på en robotisk lagkamrat. Dessutom visar vi genomförandet av relevanta sociala färdigheter som stöder vårt samarbetsramverk. Slutligen presenterar vi en demonstration av vårt system för gemensamt utförande av en hierarkisk objektmanipuleringsuppgift av ett robot-mänskligt team. Vår humanoidrobot kan dela upp uppgiften mellan deltagarna samtidigt som den tar hänsyn till medarbetarnas agerande när den bestämmer vad som ska göras härnäst. Den kan begära ömsesidigt stöd i de fall den inte kan genomföra en viss åtgärd. För att underlätta denna interaktion upprätthåller roboten aktivt en tydlig och intuitiv kommunikationskanal för att synkronisera mål, uppgiftstillstånd och åtgärder, vilket resulterar i ett flytande och effektivt samarbete.
Hoffman och Breazeal REF introducerar en samverkansarkitektur för att stödja turn-taking, ömsesidigt stöd och gemensam grundläggning för inställningar där en mänsklig användare arbetar tillsammans med en autonom humanoid robot i en delad arbetsyta.
Collaboration in human-robot teams
{'venue': 'In Proc. of the AIAA 1st Intelligent Systems Technical Conference', 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}