Tez No İndirme Tez Künye Durumu
332202
Haptic role allocation and intention negotiation in human-robot collaboration / İnsan-robot işbirliğinde kuvvete bağlı rol paylaşımı ve niyet tespiti
Yazar:AYŞE KÜÇÜKYILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. ÇAĞATAY BAŞDOĞAN ; YRD. DOÇ. DR. TEVFİK METİN SEZGİN
Yer Bilgisi: Koç Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Hesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
Konu:Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin:
Onaylandı
Doktora
İngilizce
2013
174 s.
Bu tezin amacı, insan ve robotların dahil olduğu fiziksel işbirliği süreçleri için doğal bir ortak kontrol sistemi kurulmasını sağlayacak bir bakış açısı geliştirmektir. Robotların insanlarla beraber tamamlamaya çalıştığı görevler karmaşık ve dinamik hale geldikçe, insan-insan iletişimine benzer mekanizmalar ile iletişim sağlama ihtiyacı doğmaktadır. Ancak, varolan sistemlerin çoğu, çok kipli iletişimin zenginliğinden çok performansı iyileştirmeyi hedeflemektedir. Bu tezde, insan ve robot arasındaki iletişimin, robotun, insanın niyetini algılayıp kendi kontrol seviyesini dinamik olarak ayarlayabildiği bir karar verme süreci sayesinde geliştirilebileceği öne sürülmektedir. Bu amaçla, lider ve takipçi rolleri tanımlanmış ve partnerlerin sadece kuvvet kanalı aracılığıyla anlaşarak rollerini dinamik olarak değiştirmeleri sağlanmıştır. Amacımız, insan-robot işbirliğinin kuvvet tabanlı bir rol değişim mekanizması ile sanal ve fiziksel dünyada nasıl geliştirilebileceğini araştırmaktır. Bulgularımız, rol değişimi içermeyen bir
This dissertation aims to present a perspective to build more natural shared control systems for physical human-robot cooperation. As the tasks become more complex and more dynamic, many shared control schemes fail to meet the expectation of an effortless interaction that resembles human-human sensory communication. Since such systems are mainly built to improve task performance, the richness of sensory communication is of secondary concern. We suggest that effective cooperation can be achieved when the human?s and the robot?s roles within the task are dynamically updated during the execution of the task. These roles define states for the system, in which the robot?s control leads or follows the human?s actions. In such a system, a state transition can occur at certain times if the robot can determine the user?s intention for gaining/relinquishing control. Specifically, with these state transitions we assign certain roles to the human and the robot. We believe that only by employing the robot with tools to change its behavior during collaboration, we can improve the collaboration experience. We explore how human-robot cooperation in virtual and physical worlds can be improved using a force-based role-exchange mechanism. Our findings indicate that the proposed role exchange framework is beneficial in a sense that it can improve task performance and the efficiency of the partners during the task, and decrease the energy requirement of the human. Moreover, the results imply that the subjective acceptability of the proposed model is attained only when role exchanges are performed in a smooth and transparent fashion. Finally, we illustrate that adding extra sensory cues on top of a role exchange scheme is useful for improving the sense of interaction during the task, as well as making the system more comfortable and easier to use, and the task more enjoyable.