全息，机器人技术和3D打印的技术进步开始实现众多的愿景。这些沉浸式3D显示器必须从一开始就可以解决用户安全。Holodeck的安全挑战是新颖的，因为其应用将涉及人类与合成的3D对象和实时的经验之间的明确物理互动。这份开创性的论文首先提出了研究方向，以根据传统的人类机器人互动建模对未来的Holodeck应用进行建模。随后，我们提出了一个测试床，以基于现有的增强现实和虚拟仿真技术来安全验证物理人类机器人互动。

本文介绍了素描的现实，这种方法结合了AR素描和驱动的有形用户界面（TUI），用于双向素描交互。双向草图使虚拟草图和物理对象通过物理驱动和数字计算相互影响。在现有的AR素描中，虚拟世界和物理世界之间的关系只是一个方向 - 虽然物理互动会影响虚拟草图，但虚拟草图对物理对象或环境没有返回效果。相反，双向素描相互作用允许草图和驱动的tuis之间的无缝耦合。在本文中，我们采用桌面大小的小型机器人（Sony Toio）和基于iPad的AR素描工具来演示该概念。在我们的系统中，在iPad上绘制和模拟的虚拟草图（例如，线，墙壁，摆和弹簧）可以移动，动画，碰撞和约束物理Toio机器人，就像虚拟草图和物理对象存在于同一空间中一样通过AR和机器人运动之间的无缝耦合。本文贡献了一组新型的互动和双向AR素描的设计空间。我们展示了一系列潜在的应用，例如有形的物理教育，可探索的机制，儿童有形游戏以及通过素描的原位机器人编程。

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。

移动服务机器人变得越来越无处不在。但是，这些机器人可能对视觉障碍者（PVI）提出潜在的可访问性问题和安全问题。我们试图探索PVI在主流移动服务机器人方面面临的挑战，并确定其需求。对他们在三个新兴机器人的经历进行了采访，接受了17个PVI：真空机器人，送货机器人和无人机。我们通过考虑其围绕机器人的不同角色（直接用户和旁观者）来全面研究PVI的机器人体验。我们的研究强调了参与者对移动服务机器人访问性，安全性和隐私问题的挑战和担忧。我们发现缺乏可访问的反馈使PVI难以精确控制，定位和跟踪机器人的状态。此外，遇到移动机器人时，旁观者感到困惑，甚至吓到参与者，并呈现安全性和隐私障碍。我们进一步提炼设计注意事项，以提供PVI的更容易访问和安全的机器人。

Digital Twin is an emerging technology that replicates real-world entities into a digital space. It has attracted increasing attention in the transportation field and many researchers are exploring its future applications in the development of Intelligent Transportation System (ITS) technologies. Connected vehicles (CVs) and pedestrians are among the major traffic participants in ITS. However, the usage of Digital Twin in research involving both CV and pedestrian remains largely unexplored. In this study, a Digital Twin framework for CV and pedestrian in-the-loop simulation is proposed. The proposed framework consists of the physical world, the digital world, and data transmission in between. The features for the entities (CV and pedestrian) that need digital twined are divided into external state and internal state, and the attributes in each state are described. We also demonstrate a sample architecture under the proposed Digital Twin framework, which is based on Carla-Sumo Co-simulation and Cave automatic virtual environment (CAVE). The proposed framework is expected to provide guidance to the future Digital Twin research, and the architecture we build can serve as the testbed for further research and development of ITS applications on CV and pedestrian.

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。

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。

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。

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。

数字化和自动化方面的快速进步导致医疗保健的加速增长，从而产生了新型模型，这些模型正在创造新的渠道，以降低成本。 Metaverse是一项在数字空间中的新兴技术，在医疗保健方面具有巨大的潜力，为患者和医生带来了现实的经验。荟萃分析是多种促成技术的汇合，例如人工智能，虚拟现实，增强现实，医疗设备，机器人技术，量子计算等。通过哪些方向可以探索提供优质医疗保健治疗和服务的新方向。这些技术的合并确保了身临其境，亲密和个性化的患者护理。它还提供自适应智能解决方案，以消除医疗保健提供者和接收器之间的障碍。本文对医疗保健的荟萃分析提供了全面的综述，强调了最新技术的状态，即采用医疗保健元元的能力技术，潜在的应用程序和相关项目。还确定了用于医疗保健应用的元元改编的问题，并强调了合理的解决方案作为未来研究方向的一部分。

数字双技术被认为是现代工业发展的组成部分。随着技术Internet技术（IoT）技术的快速发展以及自动化趋势的增加，虚拟世界与物理世界之间的整合现在可以实现生产实用的数字双胞胎。但是，数字双胞胎的现有定义是不完整的，有时是模棱两可的。在此，我们进行了历史审查，并分析了数字双胞胎的现代通用观点，以创建其新的扩展定义。我们还审查并讨论了在安全至关重要的机器人技术应用中数字双胞胎中现有的工作。特别是，由于环境挑战，数字双胞胎在工业应用中的使用需要自动和远程操作。但是，环境中的不确定性可能需要对机器人进行仔细监控和快速适应，这些机器人需要防止安全和成本效益。我们展示了一个案例研究，以开发针对安全至关重要的机器人臂应用框架，并提出系统性能以显示其优势，并讨论未来的挑战和范围。

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。

协作AI系统（CAISS）旨在与共同空间中的人类合作，实现共同目标。这一关键环境产生可能危害人类的危险情况。因此，建立具有符合要求，具体域标准和法规的强保证的这些系统具有最大的重要性。到目前为止，迄今为止仅报告了一些规模的影响，因为许多工作仍有待管理可能的风险。我们在这方面确定了新出现的问题，然后我们向我们的愿景报告，以及我们的多学科研究团队组成的软件/系统和机电一体化工程师的进展，以开发才能开发风险驱动的保证程序。

随着协作机器人进入工业商店的地板，物流和制造业，对人机互动的快速和灵活评估变得越来越重要。用于虚拟和增强现实的消费者耳机的可用性降低了虚拟环境的进入障碍。在本文中，我们探讨了使用此类环境在用户研究中模拟机器人的不同方面，并介绍了我们自己的研究工作的第一个发现。最后，我们建议在人类机器人相互作用中应用和使用模拟的方向。

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。

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。

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。

Humans and animals excel in combining information from multiple sensory modalities, controlling their complex bodies, adapting to growth, failures, or using tools. These capabilities are also highly desirable in robots. They are displayed by machines to some extent. Yet, the artificial creatures are lagging behind. The key foundation is an internal representation of the body that the agent - human, animal, or robot - has developed. The mechanisms of operation of body models in the brain are largely unknown and even less is known about how they are constructed from experience after birth. In collaboration with developmental psychologists, we conducted targeted experiments to understand how infants acquire first "sensorimotor body knowledge". These experiments inform our work in which we construct embodied computational models on humanoid robots that address the mechanisms behind learning, adaptation, and operation of multimodal body representations. At the same time, we assess which of the features of the "body in the brain" should be transferred to robots to give rise to more adaptive and resilient, self-calibrating machines. We extend traditional robot kinematic calibration focusing on self-contained approaches where no external metrology is needed: self-contact and self-observation. Problem formulation allowing to combine several ways of closing the kinematic chain simultaneously is presented, along with a calibration toolbox and experimental validation on several robot platforms. Finally, next to models of the body itself, we study peripersonal space - the space immediately surrounding the body. Again, embodied computational models are developed and subsequently, the possibility of turning these biologically inspired representations into safe human-robot collaboration is studied.

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.

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。