基于网络的多机器人遥操作系统中的人机交互研究

针对基于网络的智能机器人遥操作系统中人机交互的主要难点和现有方法的不足,结合基于网络的多机器人遥操作系统的特点,应用多模式控制的方法丰富了操作者与机器人系统的交互途径,提高了操作效率.在此基础上,为解决网络时延给多机器人遥操作系统中的人机交互带来的问题,提出了一种带有时间标记的基于事件的方法,在保证系统稳定运行的同时提高了系统的效率和性能.实验证明了所提方法的有效性和优越性.

具有环境自适应能力的多机器人编队系统研究

对多机器人的体系结构进行了研究 .采用时空表和时间控制器相结合的方法 ,解决多机器人间的协调协作问题 .针对编队问题的具体特性 ,提出了基于环境的记忆学习方法 ,使多机器人编队系统具有较强的环境自适应能力 .最后 ,通过仿真实验实现了整个多机器人系统 ,进一步验证了各个算法的可行性和有效性 .

Multi-scale cortical keypoints for realtime hand tracking and gesture recognition

Human-robot interaction is an interdisciplinary research area which aims at integrating human factors, cognitive psychology and robot technology. The ultimate goal is the development of social robots. These robots are expected to work in human environments, and to understand behavior of persons through gestures and body movements. In this paper we present a biological and realtime framework for detecting and tracking hands. This framework is based on keypoints extracted from cortical V1 end-stopped cells. Detected keypoints and the cells’ responses are used to classify the junction type. By combining annotated keypoints in a hierarchical, multi-scale tree structure, moving and deformable hands can be segregated, their movements can be obtained, and they can be tracked over time. By using hand templates with keypoints at only two scales, a hand’s gestures can be recognized.

Predicting intention to work with social robots

The growing number of robotic solutions geared to interact socially with humans, social robots, urge the study of the factors that will facilitate or hinder future human robot collaboration. Hence the research question: what are the factors that predict intention to work with a social robot in the near future. To answer this question the following socio-cognitive models were studied, the theory of reasoned action, the theory of planned behavior and the model of goal directed behavior. These models purport that all the other variables will only have an indirect effect on behavior. That is, through the variables of the model. Based on the research on robotics and social perception/ cognition, social robot appearance, belief in human nature uniqueness, perceived warmth, perceived competence, anthropomorphism, negative attitude towards robots with human traits and negative attitudes towards interactions with robots were studied for their effects on attitude towards working with a social robot, perceived behavioral control, positive anticipated emotions and negative anticipated emotions. Study 1 identified the social representation of robot. Studies 2 to 5 investigated the psychometric properties of the Portuguese version of the negative attitude towards robots scale. Study 6 investigated the psychometric properties of the belief in human nature uniqueness scale. Study 7 tested the theory of reasoned action and the theory of planned behavior. Study 8 tested the model of goal directed behavior. Studies 7 and 8 also tested the role of the external variables. Study 9 tested and compared the predictive power of the three socio-cognitive models. Finally conclusion are drawn from the research results, and future research suggestions are offered.

La rob??tica como herramienta para la educaci??n en ciencias e ingenier??a

Resumen tomado del autor

Uncanny Valley revisited

The 'Uncanny Valley' was conceived in 1970 by Prof Masahiro Mori and details a possible relationship between an object's appearance or motion and how people perceive the object. Initially this research was used without validation. Modern technology has enabled initial investigations, summarised here, that conclude further work is required. A good design guideline for humanoid robots is desired if humanoid robots are to assist with an increasingly elderly population, but not yet possible due to technological constraints. Prosthetics is considered a good resource as the user interaction is comparable to the anticipated level of human-robot interaction and there is a wide range of existing devices.

Desenvolvimento de um Sistema de Visão Global para uma Frota de Mini-Robôs Móveis

Navigation based on visual feedback for robots, working in a closed environment, can be obtained settling a camera in each robot (local vision system). However, this solution requests a camera and capacity of local processing for each robot. When possible, a global vision system is a cheapest solution for this problem. In this case, one or a little amount of cameras, covering all the workspace, can be shared by the entire team of robots, saving the cost of a great amount of cameras and the associated processing hardware needed in a local vision system. This work presents the implementation and experimental results of a global vision system for mobile mini-robots, using robot soccer as test platform. The proposed vision system consists of a camera, a frame grabber and a computer (PC) for image processing. The PC is responsible for the team motion control, based on the visual feedback, sending commands to the robots through a radio link. In order for the system to be able to unequivocally recognize each robot, each one has a label on its top, consisting of two colored circles. Image processing algorithms were developed for the eficient computation, in real time, of all objects position (robot and ball) and orientation (robot). A great problem found was to label the color, in real time, of each colored point of the image, in time-varying illumination conditions. To overcome this problem, an automatic camera calibration, based on clustering K-means algorithm, was implemented. This method guarantees that similar pixels will be clustered around a unique color class. The obtained experimental results shown that the position and orientation of each robot can be obtained with a precision of few millimeters. The updating of the position and orientation was attained in real time, analyzing 30 frames per second

Sistema para navegação de robôs móveis e interação humano-robô baseada em comandos de voz

This project is comprised by an interactive mobile robotics’ environment, focused in human-robot interaction. The system was developed to work in a smartphone, with Android operating system, embedded in a small size mobile robot. Information provided by the smartphone’s camera and microp hone, as well as by proximity sensors embedded in the robot, is used as inputs of a control architecture, implemented in software. It is a behavior-based and receptive to human commands control architecture, to assist the robot’s navigation. The robot is controlled by its own behaviors or by commands em it ted by humans

Modelling shared attention through relational reinforcement learning

Shared attention is a type of communication very important among human beings. It is sometimes reserved for the more complex form of communication being constituted by a sequence of four steps: mutual gaze, gaze following, imperative pointing and declarative pointing. Some approaches have been proposed in Human-Robot Interaction area to solve part of shared attention process, that is, the most of works proposed try to solve the first two steps. Models based on temporal difference, neural networks, probabilistic and reinforcement learning are methods used in several works. In this article, we are presenting a robotic architecture that provides a robot or agent, the capacity of learning mutual gaze, gaze following and declarative pointing using a robotic head interacting with a caregiver. Three learning methods have been incorporated to this architecture and a comparison of their performance has been done to find the most adequate to be used in real experiment. The learning capabilities of this architecture have been analyzed by observing the robot interacting with the human in a controlled environment. The experimental results show that the robotic head is able to produce appropriate behavior and to learn from sociable interaction.

Cooperative Task Execution between Modular Robots Based on Tight-Loose Cooperation Strategies

The complexity in the execution of cooperative tasks is high due to the fact that a robot team requires movement coordination at the beginning of the mission and continuous coordination during the execution of the task. A variety of techniques have been proposed to give a solution to this problem assuming standard mobile robots. This work focuses on presenting the execution of a cooperative task by a modular robot team. The complexity of the task execution increases due to the fact that each robot is composed of modules which have to be coordinated in a proper way to successfully work. A combined tight and loose cooperation strategy is presented and a bar-pushing example is used as a cooperative task to show the performance of this type of system.

User-independent accelerometer-based gesture recognition for mobile devices

Many mobile devices embed nowadays inertial sensors. This enables new forms of human-computer interaction through the use of gestures (movements performed with the mobile device) as a way of communication. This paper presents an accelerometer-based gesture recognition system for mobile devices which is able to recognize a collection of 10 different hand gestures. The system was conceived to be light and to operate in a user -independent manner in real time. The recognition system was implemented in a smart phone and evaluated through a collection of user tests, which showed a recognition accuracy similar to other state-of-the art techniques and a lower computational complexity. The system was also used to build a human -robot interface that enables controlling a wheeled robot with the gestures made with the mobile phone.

Condições de Enfrentamento Psicológico de Trabalhadores Aeroportuários

Esse estudo teve por objetivos identificar sinais e sintomas de transtornos psiquiátricos e descrever tipos de enfrentamento utilizados por trabalhadores aeroportuários. Participaram desse estudo 203 trabalhadores e utilizou-se uma Escala Modo de enfrentamento problemas EMEP e uma Escala de Medida de Sinais e Sintomas psiquiátricos QMPA. Os resultados indicaram predomínio de estratégias positivas : a) focalizadas no problema (3,78) que significam que há um esforço do indivíduo no enfrentamento de situações estressantes procurando mudanças na relação entre o indivíduo e o ambiente causador de tensão; b) busca de suporte social (3,13), denotando busca de apoio instrumental, emocional ou de caráter informativo, ou seja, enquanto a maior parte da amostra apresentava estratégias mais positivas e integradoras também não apresentava sinais e sintomas psiquiátricos. Houve, portanto indicativos de que os sujeitos que compuseram essa amostra apresentaram mais respostas positivas em seus esforços cognitivos ante as situações estressantes ao mesmo tempo em que eram não suspeitos de sintomas psiquiátricos; acrescendo ao fato de que houve consonância entre os instrumentos de medida utilizados no presente estudo. Porém, uma pequena parte da amostra apresentou sinais e sintomas psiquiátricos (23,2%), bem como maior utilização de estratégias focalizadas na emoção (2,50), ou seja, estratégias de enfrentamento negativas. Embora esse fosse um número pequeno em relação à amostra total, considera-se preocupante, dado ao fato de serem trabalhadores aeroportuários e exercerem importantes funções tanto em relação ao manejo e orientação de manobras de aeronaves no solo como em relação à lida com pessoas; de modo que a associação entre sinais e sintomas com estratégias consideradas negativas implicam em transtornos que merecem acompanhamento pela equipe de saúde e de recursos humanos na empresa. É nesse sentido que aqui se sugere um trabalho de constante acompanhamento com trabalhadores em geral, a fim de verificar aqueles que necessitam de suporte psicológico e médico e aqueles que podem ser remanejados de suas funções dentro do aeroporto. O acompanhamento com instrumentais adequados, além de serem preventivos e promotores de saúde psicológica, na medida em que facilitam a detecção de sintomatologias mentais, também auxilia no planejamento de programas de saúde e, por conseguinte, como benefício no trabalho e fator preditor de saúde.(AU)

Condições de Enfrentamento Psicológico de Trabalhadores Aeroportuários

Esse estudo teve por objetivos identificar sinais e sintomas de transtornos psiquiátricos e descrever tipos de enfrentamento utilizados por trabalhadores aeroportuários. Participaram desse estudo 203 trabalhadores e utilizou-se uma Escala Modo de enfrentamento problemas EMEP e uma Escala de Medida de Sinais e Sintomas psiquiátricos QMPA. Os resultados indicaram predomínio de estratégias positivas : a) focalizadas no problema (3,78) que significam que há um esforço do indivíduo no enfrentamento de situações estressantes procurando mudanças na relação entre o indivíduo e o ambiente causador de tensão; b) busca de suporte social (3,13), denotando busca de apoio instrumental, emocional ou de caráter informativo, ou seja, enquanto a maior parte da amostra apresentava estratégias mais positivas e integradoras também não apresentava sinais e sintomas psiquiátricos. Houve, portanto indicativos de que os sujeitos que compuseram essa amostra apresentaram mais respostas positivas em seus esforços cognitivos ante as situações estressantes ao mesmo tempo em que eram não suspeitos de sintomas psiquiátricos; acrescendo ao fato de que houve consonância entre os instrumentos de medida utilizados no presente estudo. Porém, uma pequena parte da amostra apresentou sinais e sintomas psiquiátricos (23,2%), bem como maior utilização de estratégias focalizadas na emoção (2,50), ou seja, estratégias de enfrentamento negativas. Embora esse fosse um número pequeno em relação à amostra total, considera-se preocupante, dado ao fato de serem trabalhadores aeroportuários e exercerem importantes funções tanto em relação ao manejo e orientação de manobras de aeronaves no solo como em relação à lida com pessoas; de modo que a associação entre sinais e sintomas com estratégias consideradas negativas implicam em transtornos que merecem acompanhamento pela equipe de saúde e de recursos humanos na empresa. É nesse sentido que aqui se sugere um trabalho de constante acompanhamento com trabalhadores em geral, a fim de verificar aqueles que necessitam de suporte psicológico e médico e aqueles que podem ser remanejados de suas funções dentro do aeroporto. O acompanhamento com instrumentais adequados, além de serem preventivos e promotores de saúde psicológica, na medida em que facilitam a detecção de sintomatologias mentais, também auxilia no planejamento de programas de saúde e, por conseguinte, como benefício no trabalho e fator preditor de saúde.(AU)

Control and Guidance of Low-Cost Robots via Gesture Perception for Monitoring Activities in the Home

This paper describes the development of a low-cost mini-robot that is controlled by visual gestures. The prototype allows a person with disabilities to perform visual inspections indoors and in domestic spaces. Such a device could be used as the operator's eyes obviating the need for him to move about. The robot is equipped with a motorised webcam that is also controlled by visual gestures. This camera is used to monitor tasks in the home using the mini-robot while the operator remains quiet and motionless. The prototype was evaluated through several experiments testing the ability to use the mini-robot’s kinematics and communication systems to make it follow certain paths. The mini-robot can be programmed with specific orders and can be tele-operated by means of 3D hand gestures to enable the operator to perform movements and monitor tasks from a distance.

Condições de Enfrentamento Psicológico de Trabalhadores Aeroportuários

Esse estudo teve por objetivos identificar sinais e sintomas de transtornos psiquiátricos e descrever tipos de enfrentamento utilizados por trabalhadores aeroportuários. Participaram desse estudo 203 trabalhadores e utilizou-se uma Escala Modo de enfrentamento problemas EMEP e uma Escala de Medida de Sinais e Sintomas psiquiátricos QMPA. Os resultados indicaram predomínio de estratégias positivas : a) focalizadas no problema (3,78) que significam que há um esforço do indivíduo no enfrentamento de situações estressantes procurando mudanças na relação entre o indivíduo e o ambiente causador de tensão; b) busca de suporte social (3,13), denotando busca de apoio instrumental, emocional ou de caráter informativo, ou seja, enquanto a maior parte da amostra apresentava estratégias mais positivas e integradoras também não apresentava sinais e sintomas psiquiátricos. Houve, portanto indicativos de que os sujeitos que compuseram essa amostra apresentaram mais respostas positivas em seus esforços cognitivos ante as situações estressantes ao mesmo tempo em que eram não suspeitos de sintomas psiquiátricos; acrescendo ao fato de que houve consonância entre os instrumentos de medida utilizados no presente estudo. Porém, uma pequena parte da amostra apresentou sinais e sintomas psiquiátricos (23,2%), bem como maior utilização de estratégias focalizadas na emoção (2,50), ou seja, estratégias de enfrentamento negativas. Embora esse fosse um número pequeno em relação à amostra total, considera-se preocupante, dado ao fato de serem trabalhadores aeroportuários e exercerem importantes funções tanto em relação ao manejo e orientação de manobras de aeronaves no solo como em relação à lida com pessoas; de modo que a associação entre sinais e sintomas com estratégias consideradas negativas implicam em transtornos que merecem acompanhamento pela equipe de saúde e de recursos humanos na empresa. É nesse sentido que aqui se sugere um trabalho de constante acompanhamento com trabalhadores em geral, a fim de verificar aqueles que necessitam de suporte psicológico e médico e aqueles que podem ser remanejados de suas funções dentro do aeroporto. O acompanhamento com instrumentais adequados, além de serem preventivos e promotores de saúde psicológica, na medida em que facilitam a detecção de sintomatologias mentais, também auxilia no planejamento de programas de saúde e, por conseguinte, como benefício no trabalho e fator preditor de saúde.(AU)