从事协作活动的人类自然能够通过多模式交流将其意图传达给队友，这是由明确和隐性的提示组成的。同样，可以通过使机器人能够通过多个沟通渠道将其意图传达给人类队友，从而实现更自然的人类机器人协作形式。在本文中，我们假设如果协作机器人能够以直观的方式将他们的动作预期到人类队友，则可以进行更好的沟通。为了支持这种说法，我们提出了一个机器人系统的架构，通过该架构，机器人可以通过该架构将计划的动作传达给人类队友，以利用由现代头部安装的显示器提供支持的混合现实接口。具体而言，在人类队友的角度叠加到真正的机器人的机器人全息图显示了机器人的未来运动，使人类可以事先理解它们，并可能以适当的方式对它们做出反应。我们进行了初步的用户研究，以评估复杂的协作任务中提出的预期可视化的有效性。实验结果表明，通过采用这种预期的沟通模式可以改善和自然的协作。
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工业机器人的机器人编程方法是耗时的，并且通常需要运营商在机器人和编程中具有知识。为了降低与重新编程相关的成本，最近已经提出了使用增强现实的各种接口，为用户提供更直观的手段，可以实时控制机器人并在不必编码的情况下编程它们。但是，大多数解决方案都要求操作员接近真正的机器人的工作空间，这意味着由于安全危险而从生产线上移除它或关闭整个生产线。我们提出了一种新颖的增强现实界面，提供了用户能够建模工作空间的虚拟表示，该工作空间可以被保存和重复使用，以便编程新任务或调整旧任务，而无需与真正的机器人共同定位。与以前的接口类似，操作员随后可以通过操纵虚拟机器人来实时地控制机器人任务或控制机器人。我们评估所提出的界面与用户学习的直观和可用性，其中18名参与者为拆卸任务编写了一个机器人操纵器。
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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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密切的人类机器人互动（HRI），尤其是在工业场景中，已经对结合人类和机器人技能的优势进行了广泛的研究。对于有效的HRI，应质疑当前可用的人机通信媒体或工具的有效性，并应探讨新的交流方式。本文提出了一个模块化体系结构，允许人类操作员通过不同的方式与机器人互动。特别是，我们使用智能手表和平板电脑分别实施了架构来分别处理手势和触摸屏输入。最后，我们在这两种方式之间进行了比较用户体验研究。
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当人类共同完成联合任务时，每个人都会建立一个情况的内部模型以及如何发展。有效的协作取决于这些单个模型如何重叠以在团队成员之间形成共同的心理模型，这对于人类机器人团队中的协作流程很重要。准确的共享心理模型的发展和维护需要个人意图的双向交流以及解释其他团队成员意图的能力。为了实现有效的人类机器人协作，本文介绍了人类机器人团队合作中新型联合行动框架的设计和实施，利用增强现实（AR）技术和用户眼目光来实现意图的双向交流。我们通过与37名参与者的用户研究测试了我们的新框架，发现我们的系统提高了任务效率，信任和任务流利。因此，使用AR和眼睛凝视使双向交流是一种有前途的平均值，可以改善影响人与机器人之间协作的核心组成部分。
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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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一项富有成果的合作是基于彼此技能的相互知识，以及传达自己的限制并提出替代方案以使任务执行到合作者的能力的可能性。本文旨在通过提出一种新颖的沟通控制体系结构来在人机协作环境中复制这种情况。利用控制屏障功能，机器人知道其（动态）技能和限制，并且由于本地预测指标，它能够评估是否可以执行请求的任务，如果没有，则可以通过放松来提出替代方案一些约束。控制器与通信基础架构相连，该基础架构使人类和机器人能够建立有关任务的双向交流，并对人类进行有关机器人行为的明智决定。提出了比较实验验证。
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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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框架已开始出现，以对提供沉浸式，直观的接口提供沉浸式，直观的界面的虚拟，增强和混合现实（VAM）技术来促进人机互动。然而，这些框架未能捕获VAM-HRI的生长子场的关键特性，并且由于连续尺度而难以持续应用。这项工作通过创建用于组织VAM-HRI系统（TOKC）的关键特征来构建这些先前的框架。 Tokcs离散地分离出现在先前作品中使用的连续尺度，以获得更一致的分类，并增加与机器人的内部模型，锚点位置，可操纵性和系统的软件相关的额外特征。为了展示工具的能力，TOKCS应用于来自第四届VAM-HRI车间的十篇论文，并检查了关键趋势和外卖。这些趋势突出了TOKCS的表现能力，同时还帮助框架更新的趋势和VAM-HRI研究的未来工作建议。
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本文提出了一种移动超级机器人方法，可在人类机器人结合的行动中进行身体援助。该研究从对超人概念的描述开始。这个想法是开发和利用可以遵循人类机器人操作命令的移动协作系统，通过三个主要组件执行工业任务：i）物理界面，ii）人类机器人互动控制器和iii）超级机器人身体。接下来，我们从理论和硬件的角度介绍了框架内的两个可能的实现。第一个系统称为MOCA-MAN，由冗余的扭矩控制机器人组和Omni方向移动平台组成。第二个称为Kairos-Man，由高付费6多速速度控制机器人组和Omni方向移动平台形成。该系统共享相同的接收界面，通过该接口将用户扳手转换为Loco-andipulation命令，该命令由每个系统的全身控制器生成。此外，提出了一个具有多个和跨性别主题的彻底用户研究，以揭示这两个系统在努力和灵活的任务中的定量性能。此外，我们提供了NASA-TLX问卷的定性结果，以证明超级人物的潜力及其从用户的观点中的可接受性。
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我们的世界越来越被具有不同自治程度的智能机器人所笼罩。为了将自己无缝整合到我们的社会中，即使在没有人类的直接投入的情况下，这些机器也应具有导航日常工作复杂性的能力。换句话说，我们希望这些机器人了解其合作伙伴的意图，以预测帮助他们的最佳方法。在本文中，我们介绍了Casper（社会感知和在机器人中参与的认知体系结构）：一种象征性认知体系结构，使用定性的空间推理来预测另一个代理的追求目标并计算最佳的协作行为。这是通过平行过程的集合来执行的，该过程对低级动作识别和高级目标理解进行建模，这两者都经过正式验证。我们已经在模拟的厨房环境中测试了这种体系结构，我们收集的结果表明，机器人能够认识到一个持续的目标并适当合作实现其成就。这证明了对定性空间关系的新使用，该空间关系应用于人类机器人相互作用领域的意图阅读问题。
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机器人模拟一直是机器人领域研发的组成部分。模拟消除了通过启用机器人的应用测试来快速，负担得起的，而无需遭受机械或电子误差而进行机器人应用测试，从而消除了对传感器，电动机和实际机器人物理结构的可能性。通过虚拟现实（VR）模拟，通过提供更好的环境可视化提示，为与模拟机器人互动提供了更具吸引力的替代方法，从而提供了更严肃的体验。这种沉浸至关重要，尤其是在讨论社交机器人时，人类机器人相互作用（HRI）领域的子区域。在日常生活中，机器人的广泛使用取决于HRI。将来，机器人将能够与人们有效互动，以在人类文明中执行各种任务。在个人工作空间开始扩散时，为机器人开发简单且易于理解的接口至关重要。因此，在这项研究中，我们实施了一个使用现成的工具和包装的VR机器人框架，以增强社交HRI的研究和应用开发。由于整个VR接口是一个开源项目，因此可以在身临其境的环境中进行测试，而无需物理机器人。
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人类在交流何时和何时发生的何时和何处的意图方面非常熟练。但是，即使是最先进的机器人实现，通常缺乏这种交流技巧。这项研究调查了使用增强现实的机器人内部状态的可视化和对人向机器人移交的意图。具体而言，我们探讨了对象和机器人抓手的可视化3D模型的使用，以传达机器人对物体所在位置的估计以及机器人打算掌握对象的姿势。我们通过16名参与者的用户研究测试了这一设计，其中每个参与者将一个立方体对象交给机器人12次。结果表明，通过增强现实的通信机器人意图基本上改善了用户对移交的感知体验。结果还表明，当机器人在定位对象时犯错时，增强现实的有效性对于相互作用的安全性和交互的流利性更加明显。
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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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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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在这项研究中，提出了一个自适应对象可变形性不足的人类机器人协作运输框架。提出的框架使通过对象传输的触觉信息与从运动捕获系统获得的人类运动信息结合在一起，以在移动协作机器人上产生反应性的全身运动。此外，它允许基于算法在共同转移过程中以直观而准确的方式旋转对象，该算法使用躯干和手动运动检测人旋转意图。首先，我们通过使用由Omni方向移动基础和协作机器人组组成的移动操纵器，通过对象变形范围的两个末端（即纯粹的铝制杆和高度变形绳）来验证框架。接下来，将其性能与12个受试者用户研究中部分可变形对象的共同携带任务中的录取控制器进行了比较。该实验的定量和定性结果表明，所提出的框架可以有效地处理物体的运输，而不管其可变形性如何，并为人类伴侣提供直观的援助。最后，我们在不同的情况下展示了我们的框架的潜力，在不同的情况下，人类和机器人使用可变形的床单共同传输了手工蛋白。
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从制造环境到个人房屋的最终用户任务的巨大多样性使得预编程机器人非常具有挑战性。事实上，教学机器人从划痕的新行动可以重复使用以前看不见的任务仍然是一个艰难的挑战，一般都留给了机器人专家。在这项工作中，我们展示了Iropro，这是一个交互式机器人编程框架，允许最终用户没有技术背景，以教授机器人新的可重用行动。我们通过演示和自动规划技术将编程结合起来，以允许用户通过通过动力学示范教授新的行动来构建机器人的知识库。这些行动是概括的，并重用任务计划程序来解决用户定义的先前未经调查的问题。我们将iropro作为Baxter研究机器人的端到端系统实施，同时通过演示通过示范来教授低级和高级操作，以便用户可以通过图形用户界面自定义以适应其特定用例。为了评估我们的方法的可行性，我们首先进行了预设计实验，以更好地了解用户采用所涉及的概念和所提出的机器人编程过程。我们将结果与设计后实验进行比较，在那里我们进行了用户学习，以验证我们对真实最终用户的方法的可用性。总体而言，我们展示了具有不同编程水平和教育背景的用户可以轻松学习和使用Iropro及其机器人编程过程。
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本文介绍了Apamant，这是一组软件模块，可为现有的机器人计划和控制软件框架提供掌握计划功能。我们提出的工作允许用户调整操作任务，以在不同的情况下使用最小的用户输入，从而减少操作员的认知负载。开发的工具包括（1）基于插件的组件，使得易于扩展默认功能并使用第三方Grasp库，（2）以对象为中心的方式来定义任务约束，（3）用户友好的RVIZ接口使用GRASP计划者实用程序，以及（4）使用感知数据来编程任务的交互式工具。我们在各种机器人模拟上测试了框架。
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远程运行是一种广泛采用的策略，用于控制需要高度灵巧运动和关键高级智力的复杂任务的机器人操纵器。经典的远程操作方案基于操纵杆的控制，或基于更直观的接口，这些界面将用户臂运动直接映射到一个机器人臂的运动中。当执行给定任务需要可重新配置的多个机器人ARM系统时，这些方法会限制。实际上，两个或多个机器人臂的同时进行近距离运行可以扩展操纵单元的工作空间，或增加其总有效载荷或提供其他优势。在可重新配置的多臂系统的不同阶段中，每个机器人可以充当独立的手臂，也可以充当一对合作的手臂，或者是虚拟大型机器人手的手指之一。该手稿提出了一个新型的远程注射框架，可以使个人和组合任何数量的机器人臂控制。多亏了设计的控制体系结构，人类操作员可以直观地选择提出的控制方式和操纵器，以使任务方便地通过用户界面执行。此外，通过Tele-Tele-Inverance范式，该系统可以通过让机器人模仿人类操作员的手臂阻抗和位置参考来解决需要物理互动的复杂任务。拟议的框架已通过8个主题，控制4个弗兰卡·埃米卡·熊猫机器人，并用7多杆执行远程触发任务。实验的定性结果向我们展示了我们框架的有希望的适用性。
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现代行业仍依靠手动制造业务，安全的人机互动现在是非常兴趣的。速度和分离监测（SSM）允许通过在机器人操作期间维持保护分离距离来实现紧密和高效的协作情景。本文侧重于一种新的方法来加强对机器人手段的触觉反馈来加强SSM安全要求。基于机器人和操作员的人的反应时间和瞬时速度，触觉刺激为机器人提供了危险运动和接近机器人的早期警告。进行初步实验以确定参与者在具有受控条件的协作环境中暴露于触觉刺激时的反应时间。在第二次实验中，我们将我们的方法评估为人工和Cobot进行协同行星齿轮组件的研究案例。结果表明，与仅在视觉反馈的操作员相比，施加的方法增加了机器人的末端效应器之间的平均最小距离，手中的末端效应器与44％增加了44％。此外，没有触觉支持的参与者已经失败了几次以维持保护性分离距离。
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