This article presents a survey of literature in the area of Human-Robot Interaction (HRI), specifically on systems containing more than two agents (i.e., having multiple humans and/or multiple robots). We identify three core aspects of ``Multi-agent" HRI systems that are useful for understanding how these systems differ from dyadic systems and from one another. These are the Team structure, Interaction style among agents, and the system's Computational characteristics. Under these core aspects, we present five attributes of HRI systems, namely Team size, Team composition, Interaction model, Communication modalities, and Robot control. These attributes are used to characterize and distinguish one system from another. We populate resulting categories with examples from recent literature along with a brief discussion of their applications and analyze how these attributes differ from the case of dyadic human-robot systems. We summarize key observations from the current literature, and identify challenges and promising areas for future research in this domain. In order to realize the vision of robots being part of the society and interacting seamlessly with humans, there is a need to expand research on multi-human -- multi-robot systems. Not only do these systems require coordination among several agents, they also involve multi-agent and indirect interactions which are absent from dyadic HRI systems. Adding multiple agents in HRI systems requires advanced interaction schemes, behavior understanding and control methods to allow natural interactions among humans and robots. In addition, research on human behavioral understanding in mixed human-robot teams also requires more attention. This will help formulate and implement effective robot control policies in HRI systems with large numbers of heterogeneous robots and humans; a team composition reflecting many real-world scenarios.
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当代机器人主义者的主要目标之一是使智能移动机器人能够在共享的人类机器人环境中平稳运行。为此目标服务的最基本必要的功能之一是在这种“社会”背景下有效的导航。结果,最近的一般社会导航的研究激增,尤其是如何处理社会导航代理之间的冲突。这些贡献介绍了各种模型,算法和评估指标,但是由于该研究领域本质上是跨学科的,因此许多相关论文是不可比较的,并且没有共同的标准词汇。这项调查的主要目标是通过引入这种通用语言,使用它来调查现有工作并突出开放问题来弥合这一差距。它首先定义社会导航的冲突,并提供其组成部分的详细分类学。然后,这项调查将现有工作映射到了本分类法中,同时使用其框架讨论论文。最后,本文提出了一些未来的研究方向和开放问题,这些方向目前正在社会导航的边界,以帮助集中于正在进行的和未来的研究。
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虽然AI有利于人类,但如果没有适当发展,它也可能会损害人类。 HCI工作的重点是从与非AI计算系统的传统人类交互转换,以与AI系统交互。我们在HCI视角下开展了高级文献综述,对当前工作的整体分析。我们的审核和分析突出了AI技术引入的新变更以及HCI专业人员在AI系统开发中应用人以人为本的AI(HCAI)方法时,新挑战的新挑战。我们还确定了与AI系统人类互动的七个主要问题,其中HCI专业人员在开发非AI计算系统时没有遇到。为了进一步实现HCAI方法的实施,我们确定了与特定的HCAI驱动的设计目标相关的新的HCI机会,以指导HCI专业人员解决这些新问题。最后,我们对当前HCI方法的评估显示了这些方法支持开发AI系统的局限性。我们提出了可以帮助克服这些局限性的替代方法,并有效帮助HCI专业人员将HCAI方法应用于AI系统的发展。我们还为HCI专业人员提供战略建议,以有效影响利用HCAI方法的AI系统的发展,最终发展HCAI系统。
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最近的自主代理和机器人的应用,如自动驾驶汽车,情景的培训师,勘探机器人和服务机器人带来了关注与当前生成人工智能(AI)系统相关的至关重要的信任相关挑战。尽管取得了巨大的成功,基于连接主义深度学习神经网络方法的神经网络方法缺乏解释他们对他人的决策和行动的能力。没有符号解释能力,它们是黑色盒子,这使得他们的决定或行动不透明,这使得难以信任它们在安全关键的应用中。最近对AI系统解释性的立场目睹了可解释的人工智能(XAI)的几种方法;然而,大多数研究都专注于应用于计算科学中的数据驱动的XAI系统。解决越来越普遍的目标驱动器和机器人的研究仍然缺失。本文评论了可解释的目标驱动智能代理和机器人的方法,重点是解释和沟通代理人感知功能的技术(示例,感官和愿景)和认知推理(例如,信仰,欲望,意图,计划和目标)循环中的人类。审查强调了强调透明度,可辨与和持续学习以获得解释性的关键策略。最后,本文提出了解释性的要求,并提出了用于实现有效目标驱动可解释的代理和机器人的路线图。
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即将开发我们呼叫所体现的系统的新一代越来越自主和自学习系统。在将这些系统部署到真实上下文中,我们面临各种工程挑战,因为它以有益的方式协调所体现的系统的行为至关重要,确保他们与我们以人为本的社会价值观的兼容性,并且设计可验证安全可靠的人类-Machine互动。我们正在争辩说,引发系统工程将来自嵌入到体现系统的温室,并确保动态联合的可信度,这种情况意识到的情境意识,意图,探索,探险,不断发展,主要是不可预测的,越来越自主的体现系统在不确定,复杂和不可预测的现实世界环境中。我们还识别了许多迫切性的系统挑战,包括可信赖的体现系统,包括强大而人为的AI,认知架构,不确定性量化,值得信赖的自融化以及持续的分析和保证。
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临时团队合作是设计可以与新队友合作而无需事先协调的研究问题的研究问题。这项调查做出了两个贡献:首先,它提供了对临时团队工作问题不同方面的结构化描述。其次,它讨论了迄今为止该领域取得的进展,并确定了临时团队工作中需要解决的直接和长期开放问题。
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情绪可以提供自然的交流方式,以补充许多领域中社交机器人(例如文本和语音)现有的多模式能力。我们与112、223和151名参与者进行了三项在线研究,以调查使用情绪作为搜救(SAR)机器人的交流方式的好处。在第一个实验中,我们研究了通过机器人的情绪传达与SAR情况有关的信息的可行性,从而导致了从SAR情况到情绪的映射。第二项研究使用控制控制理论是推导此类映射的替代方法。此方法更灵活,例如允许对不同的情绪集和不同机器人进行调整。在第三个实验中,我们使用LED作为表达通道为外观受限的室外现场研究机器人创建了情感表达。在各种模拟的SAR情况下,使用这些情感表达式,我们评估了这些表达式对参与者(采用救援人员的作用)的影响。我们的结果和提议的方法提供了(a)有关情感如何帮助在SAR背景下传达信息的见解,以及(b)在(模拟)SAR通信环境中添加情绪为传播方式的有效性的证据。
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Human operators in human-robot teams are commonly perceived to be critical for mission success. To explore the direct and perceived impact of operator input on task success and team performance, 16 real-world missions (10 hrs) were conducted based on the DARPA Subterranean Challenge. These missions were to deploy a heterogeneous team of robots for a search task to locate and identify artifacts such as climbing rope, drills and mannequins representing human survivors. Two conditions were evaluated: human operators that could control the robot team with state-of-the-art autonomy (Human-Robot Team) compared to autonomous missions without human operator input (Robot-Autonomy). Human-Robot Teams were often in directed autonomy mode (70% of mission time), found more items, traversed more distance, covered more unique ground, and had a higher time between safety-related events. Human-Robot Teams were faster at finding the first artifact, but slower to respond to information from the robot team. In routine conditions, scores were comparable for artifacts, distance, and coverage. Reasons for intervention included creating waypoints to prioritise high-yield areas, and to navigate through error-prone spaces. After observing robot autonomy, operators reported increases in robot competency and trust, but that robot behaviour was not always transparent and understandable, even after high mission performance.
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汽车行业在过去几十年中见证了越来越多的发展程度;从制造手动操作车辆到具有高自动化水平的制造车辆。随着近期人工智能(AI)的发展,汽车公司现在雇用BlackBox AI模型来使车辆能够感知其环境,并使人类少或没有输入的驾驶决策。希望能够在商业规模上部署自治车辆(AV),通过社会接受AV成为至关重要的,并且可能在很大程度上取决于其透明度,可信度和遵守法规的程度。通过为AVS行为的解释提供对这些接受要求的遵守对这些验收要求的评估。因此,解释性被视为AVS的重要要求。 AV应该能够解释他们在他们运作的环境中的“见到”。在本文中,我们对可解释的自动驾驶的现有工作体系进行了全面的调查。首先,我们通过突出显示并强调透明度,问责制和信任的重要性来开放一个解释的动机;并审查与AVS相关的现有法规和标准。其次,我们识别并分类了参与发展,使用和监管的不同利益相关者,并引出了AV的解释要求。第三,我们对以前的工作进行了严格的审查,以解释不同的AV操作(即,感知,本地化,规划,控制和系统管理)。最后,我们确定了相关的挑战并提供建议,例如AV可解释性的概念框架。该调查旨在提供对AVS中解释性感兴趣的研究人员所需的基本知识。
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本文对人机对象切换的文献进行了调查。切换是一种协作的关节动作,其中代理人,给予者,给予对象给另一代理,接收器。当接收器首先与给予者持有的对象并结束时,当给予者完全将物体释放到接收器时,物理交换开始。然而,重要的认知和物理过程在物理交换之前开始,包括在交换的位置和时间内启动隐含协议。从这个角度来看,我们将审核构成了上述事件界定的两个主要阶段:1)预切换阶段和2)物理交流。我们专注于两位演员(Giver和Receiver)的分析,并报告机器人推动者(机器人到人类切换)和机器人接收器(人到机器人切换)的状态。我们举报了常用于评估互动的全面的定性和定量度量列表。虽然将我们的认知水平(例如,预测,感知,运动规划,学习)和物理水平(例如,运动,抓握,抓取释放)的审查重点,但我们简要讨论了安全的概念,社会背景,和人体工程学。我们将在人对人物助手中显示的行为与机器人助手的最新进行比较,并确定机器人助剂的主要改善领域,以达到与人类相互作用相当的性能。最后,我们提出了一种应使用的最小度量标准,以便在方法之间进行公平比较。
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In this chapter, we review and discuss the transformation of AI technology in HCI/UX work and assess how AI technology will change how we do the work. We first discuss how AI can be used to enhance the result of user research and design evaluation. We then discuss how AI technology can be used to enhance HCI/UX design. Finally, we discuss how AI-enabled capabilities can improve UX when users interact with computing systems, applications, and services.
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MetaVerse,巨大的虚拟物理网络空间,为艺术家带来了前所未有的机会,将我们的身体环境的每个角落与数字创造力混合。本文对计算艺术进行了全面的调查,其中七个关键主题与成权相关,描述了混合虚拟物理现实中的新颖艺术品。主题首先涵盖了MetaVerse的建筑元素,例如虚拟场景和字符,听觉,文本元素。接下来,已经反映了诸如沉浸式艺术,机器人艺术和其他用户以其他用户的方法提供了沉浸式艺术,机器人艺术和其他用户中心的若干非凡类型的新颖创作。最后,我们提出了几项研究议程:民主化的计算艺术,数字隐私和搬迁艺术家的安全性,为数字艺术品,技术挑战等等的所有权认可。该调查还担任艺术家和搬迁技术人员的介绍材料,以开始在超现实主义网络空间领域创造。
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Explainable AI (XAI) is widely viewed as a sine qua non for ever-expanding AI research. A better understanding of the needs of XAI users, as well as human-centered evaluations of explainable models are both a necessity and a challenge. In this paper, we explore how HCI and AI researchers conduct user studies in XAI applications based on a systematic literature review. After identifying and thoroughly analyzing 85 core papers with human-based XAI evaluations over the past five years, we categorize them along the measured characteristics of explanatory methods, namely trust, understanding, fairness, usability, and human-AI team performance. Our research shows that XAI is spreading more rapidly in certain application domains, such as recommender systems than in others, but that user evaluations are still rather sparse and incorporate hardly any insights from cognitive or social sciences. Based on a comprehensive discussion of best practices, i.e., common models, design choices, and measures in user studies, we propose practical guidelines on designing and conducting user studies for XAI researchers and practitioners. Lastly, this survey also highlights several open research directions, particularly linking psychological science and human-centered XAI.
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机器学习显着增强了机器人的能力,使他们能够在人类环境中执行广泛的任务并适应我们不确定的现实世界。机器学习各个领域的最新作品强调了公平性的重要性,以确保这些算法不会再现人类的偏见并导致歧视性结果。随着机器人学习系统在我们的日常生活中越来越多地执行越来越多的任务,了解这种偏见的影响至关重要,以防止对某些人群的意外行为。在这项工作中,我们从跨学科的角度进行了关于机器人学习公平性的首次调查,该研究跨越了技术,道德和法律挑战。我们提出了偏见来源的分类法和由此产生的歧视类型。使用来自不同机器人学习域的示例,我们研究了不公平结果和减轻策略的场景。我们通过涵盖不同的公平定义,道德和法律考虑以及公平机器人学习的方法来介绍该领域的早期进步。通过这项工作,我们旨在为公平机器人学习中的开创性发展铺平道路。
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最近围绕语言处理模型的复杂性的最新炒作使人们对机器获得了类似人类自然语言的指挥的乐观情绪。人工智能中自然语言理解的领域声称在这一领域取得了长足的进步,但是,在这方面和其他学科中使用“理解”的概念性清晰,使我们很难辨别我们实际上有多近的距离。目前的方法和剩余挑战的全面,跨学科的概述尚待进行。除了语言知识之外,这还需要考虑我们特定于物种的能力,以对,记忆,标签和传达我们(足够相似的)体现和位置经验。此外,测量实际约束需要严格分析当前模型的技术能力,以及对理论可能性和局限性的更深入的哲学反思。在本文中,我将所有这些观点(哲学,认知语言和技术)团结在一起,以揭开达到真实(人类般的)语言理解所涉及的挑战。通过解开当前方法固有的理论假设,我希望说明我们距离实现这一目标的实际程度,如果确实是目标。
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在无人车的领域,自主机器人群体承诺将提高效率和集体自主权。这些群体将来将如何运作,以及尚未充分定义这些沟通要求和运营界限。与11位专业的无人车运营商和设计师进行了研讨会,目的是确定用于开发和测试机器人群的用例。专家定义了三个方案,然后编译以生产一个用例,概述与高度自主群合作时的情况,目标,代理,通信要求和操作阶段。我们的编译用例均适用于研究人员,设计师和制造商,以测试和量身定制其设计管道,以适应人类互动的一些关键问题。应用程序的示例包括告知模拟开发,构成进一步设计研讨会的基础,并确定人类运营商与群体之间可能出现的信任问题。
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We present a retrospective on the state of Embodied AI research. Our analysis focuses on 13 challenges presented at the Embodied AI Workshop at CVPR. These challenges are grouped into three themes: (1) visual navigation, (2) rearrangement, and (3) embodied vision-and-language. We discuss the dominant datasets within each theme, evaluation metrics for the challenges, and the performance of state-of-the-art models. We highlight commonalities between top approaches to the challenges and identify potential future directions for Embodied AI research.
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最近十年表明,人们对机器人作为福祉教练的兴趣越来越大。但是,尚未提出针对机器人设计作为促进心理健康的教练的凝聚力和全面的准则。本文详细介绍了基于基于扎根理论方法的定性荟萃分析的设计和道德建议,该方法是通过三项以用户为中心的涉及机器人福祉教练的三个不同的以用户为中心进行的,即:(1)与参与性设计研究一起进行的。 11名参与者由两位潜在用户组成,他们与人类教练一起参加了简短的专注于解决方案的实践研究,以及不同学科的教练,(2)半结构化的个人访谈数据,这些数据来自20名参加积极心理学干预研究的参与者借助机器人福祉教练胡椒,(3)与3名积极心理学研究的参与者以及2名相关的福祉教练进行了一项参与式设计研究。在进行主题分析和定性荟萃分析之后,我们将收集到收敛性和不同主题的数据整理在一起,并从这些结果中提炼了一套设计准则和道德考虑。我们的发现可以在设计机器人心理福祉教练时考虑到关键方面的关键方面。
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随着自主系统成为我们日常生活的一部分,确保其信任度至关重要。有许多用于证明可信赖性的技术。所有这些技术的共同点是需要阐明规格。在本文中,我们对规格进行了广泛的看法,专注于顶级要求,包括但不限于功能,安全性,安全性和其他非功能性属性。本文的主要贡献是对于与指定可信度相关的自主系统社区的一系列高级智力挑战。我们还描述了有关自主系统的许多应用程序域的独特规范挑战。
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技术进步越来越多地想象在日常生活中与人互动的机器人的使用。人类机器人协作(HRC)是探索人与机器人之间在认知和身体层面上完成共同目标期间的相互作用的方法。在HRC Works中,通常建立一个认知模型,该模型从环境中收集输入,并从用户那里详细说明并将其转化为机器人本身可以使用的信息。机器学习是建立认知模型和行为障碍的最新方法,在HRC中具有很高的潜力。因此,本文提出了有关在人机协作背景下使用机器学习技术的详尽文献回顾。选择和分析了45篇关键论文,并根据协作任务的类型,评估指标和认知变量的建模。然后,对机器学习算法的不同家族及其属性以及所使用的感应方式进行了深入分析。在观察结果中,它概述了机器学习算法与时间依赖关系的重要性。然后将这些作品的显着特征交叉分析以显示HRC的趋势,并为将来的作品提供了指南,将它们与HRC的其他方面进行了比较。
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