本文介绍了更轻松的项目及其范围的概念概述。更轻松地专注于通过半自治的移动操纵器在灾难反应方案中支持紧急部队。具体来说,我们检查了操作员对系统的信任以及其使用所产生的认知负荷。我们计划讨论不同的研究主题,探讨共享的自主权,互动设计和透明度与信任和认知负担如何相关。另一个目标是开发非侵入性方法,以使用多级方法在灾难响应的背景下连续衡量信任和认知负荷。该项目由多个学术合作伙伴进行,专门从事人工智能,互动设计和心理学,以及灾难响应设备的工业合作伙伴和最终用户,用于制定项目和实验实验。
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本文报道了机器人研究人员的见解,该洞察力参加了由德国卡尔斯鲁赫(Karlsruhe)的Kerntechnische Hilfdienst GmbH(KHG)进行的为期5天的核灾难反应现场演习。德国核工业建立了KHG,为核事故提供了机器人辅助的紧急响应能力。我们对所使用的设备进行系统描述;机器人操作员的培训计划;现场锻炼和机器人任务;练习期间遵循的协议。此外,我们还提供了基于这些观察结果来推进灾难响应机器人技术的见解和建议。具体而言,性能的主要退化来自对操作员的认知和注意力需求。此外,除了易用性外,机器人平台和模块还应旨在保持健壮和可靠。最后,由于紧急响应利益相关者通常对使用自主系统持怀疑态度,因此我们建议采用可变的自主权范式将自主机器人的能力与人类的自主机器人能力逐渐融合在一起。远程操作和自主权之间的这种中间立场可以增加最终用户的接受,同时直接减轻操作员的机器人控制负担并保持人类陆路的弹性。
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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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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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在迅速增长的海上风电场市场中出现了增加风力涡轮机尺寸和距离的全球趋势。在英国,海上风电业于2019年生产了英国最多的电力,前一年增加了19.6%。目前,英国将进一步增加产量,旨在增加安装的涡轮机容量74.7%,如最近的冠村租赁轮次反映。通过如此巨大的增长,该部门现在正在寻求机器人和人工智能(RAI),以解决生命周期服务障碍,以支持可持续和有利可图的海上风能生产。如今,RAI应用主要用于支持运营和维护的短期目标。然而,前进,RAI在海上风基础设施的全部生命周期中有可能发挥关键作用,从测量,规划,设计,物流,运营支持,培训和退役。本文介绍了离岸可再生能源部门的RAI的第一个系统评论之一。在当前和未来的要求方面,在行业和学术界的离岸能源需求分析了rai的最先进的。我们的评论还包括对支持RAI的投资,监管和技能开发的详细评估。通过专利和学术出版数据库进行详细分析确定的关键趋势,提供了对安全合规性和可靠性的自主平台认证等障碍的见解,这是自主车队中可扩展性的数字架构,适应性居民运营和优化的适应性规划人机互动对人与自治助理的信赖伙伴关系。
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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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增加制药实验室和生产设施的自动化水平起着至关重要的作用。然而,这一领域的特殊要求使其挑战适应其他行业中存在的尖端技术。本文概述了相关方法以及如何在制药行业中使用,特别是在发展实验室中。最近的进步包括能够处理能够处理复杂任务的灵活移动机械手。然而,由于接口的多样性,将来自许多不同供应商的设备集成到端到端的自动化系统中是复杂的。因此,在本文中考虑了各种标准化方法,提出了一种概念来进一步服用一步。该概念使具有视觉系统的移动操纵器能够“学习”每个设备的姿势,并利用来自通用云数据库的条形码 - 获取接口信息。该信息包括控制和通信协议定义以及操作设备所需的机器人操作的表示。为了定义与设备相关的动作,设备必须具有 - 除了条形码 - 作为标准的基准标记。在随访论文中的适当研究活动之后,将详细阐述该概念。
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最后,这项工作将包括对解释的上下文形式的调查。在这项研究中,我们将包括一个时间障碍的方案,其中将测试不同水平的理解水平,以使我们能够评估合适且可理解的解释。为此,我们提出了不同的理解水平(lou)。用户研究将旨在比较不同的LOU在不同的互动环境中。将研究同时医院环境的用户研究。
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Using robots in educational contexts has already shown to be beneficial for a student's learning and social behaviour. For levitating them to the next level of providing more effective and human-like tutoring, the ability to adapt to the user and to express proactivity is fundamental. By acting proactively, intelligent robotic tutors anticipate possible situations where problems for the student may arise and act in advance for preventing negative outcomes. Still, the decisions of when and how to behave proactively are open questions. Therefore, this paper deals with the investigation of how the student's cognitive-affective states can be used by a robotic tutor for triggering proactive tutoring dialogue. In doing so, it is aimed to improve the learning experience. For this reason, a concept learning task scenario was observed where a robotic assistant proactively helped when negative user states were detected. In a learning task, the user's states of frustration and confusion were deemed to have negative effects on the outcome of the task and were used to trigger proactive behaviour. In an empirical user study with 40 undergraduate and doctoral students, we studied whether the initiation of proactive behaviour after the detection of signs of confusion and frustration improves the student's concentration and trust in the agent. Additionally, we investigated which level of proactive dialogue is useful for promoting the student's concentration and trust. The results show that high proactive behaviour harms trust, especially when triggered during negative cognitive-affective states but contributes to keeping the student focused on the task when triggered in these states. Based on our study results, we further discuss future steps for improving the proactive assistance of robotic tutoring systems.
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Multi-robot systems face challenges in reducing human interventions as they are often deployed in dangerous environments. It is therefore necessary to include a methodology to assess robot failure rates to reduce the requirement for costly human intervention. A solution to this problem includes robots with the ability to work together to ensure mission resilience. To prevent this intervention, robots should be able to work together to ensure mission resilience. However, robotic platforms generally lack built-in interconnectivity with other platforms from different vendors. This work aims to tackle this issue by enabling the functionality through a bidirectional digital twin. The twin enables the human operator to transmit and receive information to and from the multi-robot fleet. This digital twin considers mission resilience and autonomous and human-led decision making to enable the resilience of a multi-robot fleet. This creates the cooperation, corroboration, and collaboration of diverse robots to leverage the capability of robots and support recovery of a failed robot.
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在本文中,我们在人工代理中介绍了活跃的自我的计算建模叙述。特别是,我们专注于代理人如何配备控制意识以及它在自主位于行动中的方式以及反过来,影响行动控制。我们认为这需要铺设一个体现的认知模型,将自下而上的过程(传感器学习和对控制的细粒度适应)与自上而下的过程(战略选择和决策的认知过程)。我们基于预测处理和自由能量最小化的原理提出了这种概念计算架构。使用此常规模型,我们描述了控制层次结构的级别的控制感以及如何支持在不可预测的环境中的动作控制。我们在模型的实施以及模拟任务场景中的第一评估,其中自主代理必须应对不可预测的情况并经历相应的控制感。我们探讨了不同的型号参数设置,导致不同方式结合低电平和高级动作控制。结果表明,在低/高级动作控制需求的情况下适当加权信息的重要性,并且他们证明了控制的感觉如何促进这一点。
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机器人系统的长期自主权隐含地需要可靠的平台,这些平台能够自然处理硬件和软件故障,行为问题或缺乏知识。基于模型的可靠平台还需要在系统开发过程中应用严格的方法,包括使用正确的构造技术来实现机器人行为。随着机器人的自治水平的提高,提供系统可靠性的提供成本也会增加。我们认为,自主机器人的可靠性可靠性可以从几种认知功能,知识处理,推理和元评估的正式模型中受益。在这里,我们为自动机器人代理的认知体系结构的生成模型提出了案例,该模型订阅了基于模型的工程和可靠性,自主计算和知识支持机器人技术的原则。
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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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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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我们将存储系统视为任何技术认知系统的关键组成部分,这些系统可以在弥合用于推理,计划和语义场景的高级符号离散表示之间弥合差距,以了解用于控制,用于控制。在这项工作中,我们描述了概念和技术特征,其中的内存系统必须与基础数据表示一起实现。我们根据我们在开发ARMAR类人体机器人系统中获得的经验来确定这些特征,并讨论实践示例,这些例子证明了在以人为中心的环境中执行任务的类人生物机器人的记忆系统应支持,例如多模式,内态性,异性恋,Hetero关联性,可预测性或固有的发作结构。基于这些特征,我们将机器人软件框架ARMARX扩展到了统一的认知架构,该架构用于Armar Humanoid Robot家族的机器人。此外,我们描述了机器人软件的开发如何导致我们采用这种新颖的启用内存的认知体系结构,并展示了机器人如何使用内存来实现内存驱动的行为。
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通过智能连接设备,技术正在逐步重塑国内环境,提高家庭安全和整体环境质量。然而,人口转移和流行病最近展示导致他们房屋中的老年人隔离,产生了可靠的辅助人物的需求。机器人助理是国内福利创新的新前沿。老年人监测只是一个可能的服务应用之一,智能机器人平台可以处理集体福祉。在本文中,我们展示了一个新的辅助机器人,我们通过模块化的基于层的架构开发,使灵活的机械设计与最先进的人工智能进行了灵活的人工智能,以便感知和声音控制。关于以前的机器人助手的作品,我们提出了一个设置有四个麦粉轮的全向平台,这使得自主导航与杂乱环境中的有效障碍物避免。此外,我们设计可控定位装置,以扩展传感器的视觉范围,并改善对用户界面的访问以进行远程呈现和连接。轻量级深度学习解决方案,用于视觉感知,人员姿势分类和声乐命令完全运行机器人的嵌入式硬件,避免了云服务私有数据收集产生的隐私问题。
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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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由于促进了各种复杂的任务,因此异质自动机器人团队变得越来越重要。对于此类异质机器人,目前尚无一致的方法来描述每个机器人提供的功能。在制造领域,功能建模被认为是针对不同机器提供的语义模型功能的一种有希望的方法。这项贡献研究了如何将能力模型从制造应用到自主机器人领域,并提出了这种能力模型的方法。
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虚拟现实(VR)技术通常用于娱乐应用中;但是,它也已在我们生活的更严重方面(例如安全)中部署在实际应用中。为了支持在危险行业工作的人们,VR可以确保操作员操纵标准化的任务并协作以应对潜在的风险。令人惊讶的是,很少的研究重点是人们如何在VR环境中进行协作。很少有研究注意运营商在其协作任务中的认知负荷。一旦任务要求变得复杂,许多研究人员将专注于优化相互作用界面的设计,以减少操作员的认知负载。这种方法可能是有价值的。但是,它实际上可以使操作员承受更重要的认知负担,并可能导致更多的错误和协作失败。在本文中,我们提出了一个新的协作VR系统,以支持在VR环境中工作的两个遥控器,以远程控制未螺旋的地面车辆。我们使用比较的实验来评估协作VR系统,重点是在任务和操作总数上花费的时间。我们的结果表明,在两人组中,操作过程中的过程和操作过程中的认知负荷总数明显低于单人组。我们的研究阐明了设计VR系统的启示,以支持有关远程运营商工作流程的协作工作,而不是简单地优化设计成果。
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人类机器人协作组装系统提高了工作场所的效率和生产力,但可能会增加工人的认知需求。本文提出了一个在线和定量框架,以评估与同事的互动,即人类运营商或具有不同控制策略的工业协作机器人所引起的认知工作量。该方法可以监视操作员的注意力分布和上身运动学,从而受益于低成本立体声摄像机和尖端的人工智能算法的输入图像(即头姿势估计和骨架跟踪)。三种实验场景具有工作站特征和互动方式的变化,旨在测试我们在线方法的性能,以防止最新的离线测量。结果证明,我们基于视觉的认知负荷评估有可能将其集成到新一代的协作机器人技术中。后者将使人类的认知状态监测和机器人控制策略适应改善人类舒适,人体工程学和对自动化的信任。
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