In most cases, upgrading from a single-robot system to a multi-robot system comes with increases in system payload and task performance. On the other hand, many multi-robot systems in open environments still rely on teleoperation. Therefore, human performance can be the bottleneck in a teleoperated multi-robot system. Based on this idea, the multi-robot system's shared autonomy and control methods are emerging research areas in open environment robot operations. However, the question remains: how much does the bottleneck of the human agent impact the system performance in a multi-robot system? This research tries to explore the question through the performance comparison of teleoperating a single-robot system and a dual-robot system in a box-pushing task. This robot teleoperation experiment on human agents employs a web-based environment to simulate the robots' two-dimensional movement. The result provides evidence of the hardship for a single human when teleoperating with more than one robot, which indicates the necessity of shared autonomy in multi-robot systems.
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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。
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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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机器人的目前研究标准要求机器人控制器开发的一般方法。在辅助机器人域中，人机互动起到了实质性的作用。特别是，人类产生影响机器人控制系统的意图。在文章中，提出了一种方法，用于创建辅助机器人的控制系统，这对由语音命令，按钮或操作员控制台提供的用户意图作出反应。整个方法应用于由定制的Tiago机器人和其他硬件组件组成的真实系统。在该平台上进行的示例性实验说明了辅助机器人中的人机界面多样化的动机。
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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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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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人类机器人的互动，其中具有一定级别的自治水平的机器人与人类相互作用以实现特定目标，这已经取得了许多最新进展。随着自主机器人的引入以及在不久的将来广泛使用人们的可能性，至关重要的是，人类在与它们互动的同时了解机器人的意图，因为这将促进人类机器人信任的发展。近年来，研究人员引入了对信任的新概念化，将人类机器人互动的信任视为多维性质。归因于信任的两个主要方面是绩效信任和道德信任。我们旨在设计一个实验，以调查搜索和救援场景中侵犯性能违法和道德信任的后果。我们想看看是否有两个类似的机器人失败，一种是由侵犯性能违规而引起的，另一种是由道德信任违规引起的，对人类的信任产生了明显的影响。除此之外，我们计划开发一个界面，使我们能够调查将界面的模式从网格世界情景（2D环境）变为现实模拟（3D环境）是否会影响人类对任务的看法和机器人故障的影响关于人类的信任。
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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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人类机器人相互作用（HRI）对于在日常生活中广泛使用机器人至关重要。机器人最终将能够通过有效的社会互动来履行人类文明的各种职责。创建直接且易于理解的界面，以与机器人开始在个人工作区中扩散时与机器人互动至关重要。通常，与模拟机器人的交互显示在屏幕上。虚拟现实（VR）是一个更具吸引力的替代方法，它为视觉提示提供了更像现实世界中看到的线索。在这项研究中，我们介绍了Jubileo，这是一种机器人的动画面孔，并使用人类机器人社会互动领域的各种研究和应用开发工具。Jubileo Project不仅提供功能齐全的开源物理机器人。它还提供了一个全面的框架，可以通过VR接口进行操作，从而为HRI应用程序测试带来沉浸式环境，并明显更好地部署速度。
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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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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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家庭中的移动操纵器可以为患有严重运动障碍的人提供越来越多的自治权，他们在没有照料者的帮助下通常无法完成日常生活（ADL）的活动。辅助移动操纵器的远距离运行可以使患有运动障碍的人能够独立执行自我保健和家庭任务，但是有限的运动功能会阻碍人们与机器人接触的能力。在这项工作中，我们介绍了一个独特的基于惯性的可穿戴辅助界面，该辅助界面嵌入了熟悉的头饰服装中，适用于具有严重运动障碍的人，可以通过移动操纵器进行远程处理和执行身体任务。我们评估了这种可穿戴的界面（n = 16）和有运动障碍的个体（n = 2），用于执行ADL和日常家庭任务。我们的结果表明，可穿戴界面使参与者能够完成错误率，高度可感知的易用性和低工作负载度量的身体任务。总体而言，这种基于惯性的可穿戴设备是一种新的辅助接口选项，可控制家庭中移动操纵器。
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众所周知，很难拥有一个可靠且强大的框架来将多代理深入强化学习算法与实用的多机器人应用联系起来。为了填补这一空白，我们为称为MultiroBolearn1的多机器人系统提出并构建了一个开源框架。该框架构建了统一的模拟和现实应用程序设置。它旨在提供标准的，易于使用的模拟方案，也可以轻松地将其部署到现实世界中的多机器人环境中。此外，该框架为研究人员提供了一个基准系统，以比较不同的强化学习算法的性能。我们使用不同类型的多代理深钢筋学习算法在离散和连续的动作空间中使用不同类型的多代理深钢筋学习算法来证明框架的通用性，可扩展性和能力。
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可解释的人工智能的最新发展有望改变人类机器人互动的潜力：机器人决策的解释可能会影响用户的看法，证明其可靠性并提高信任。但是，尚未对解释其决定的机器人看法的影响进行彻底研究。为了分析可解释的机器人的效果，我们进行了一项研究，其中两个模拟机器人可以玩竞争性棋盘游戏。当一个机器人解释其动作时，另一个机器人只宣布它们。提供有关其行为的解释不足以改变机器人的感知能力，智力，可爱性或安全等级。但是，结果表明，解释其动作的机器人被认为是更活泼和人类的。这项研究证明了对可解释的人类机器人相互作用的必要性和潜力，以及对其效应作为新的研究方向的更广泛评估。
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设置机器人环境快速测试新开发的算法仍然是一个困难且耗时的过程。这给有兴趣执行现实世界机器人实验的研究人员带来了重大障碍。Robotio是一个旨在解决此问题的Python库。它着重于为机器人，抓地力和摄像机等提供常见，简单和结构化的Python接口。这些接口以及这些接口的实现为常见硬件提供了。此启用使用机器人的代码可以在不同的机器人设置上可移植。在建筑方面，Robotio旨在与OpenAI健身房环境以及ROS兼容。提供了这两种示例。该库与许多有用的工具一起融合在一起，例如相机校准脚本和情节记录功能，这些功能进一步支持算法开发。
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越来越多的机器人自动化应用程序已更改为无线通信，网络性能对机器人系统的影响越来越大。这项研究提出了一种将模拟机器人平台连接到真实网络设备的硬件（HIL）模拟方法。该项目旨在为机器人工程师和研究人员提供试验的能力，而无需大量修改原始控制器并获得与实际网络条件相关的更现实的测试结果。我们在两种常见的情况下，用于无线网络控制机器人应用程序：（1）移动机器人的安全多机器人协调，以及（2）基于人动物的操纵器的远程操作。在任何情况下，在各种网络条件下都在各种网络条件下部署和测试了HIL模拟系统。对实验结果进行了分析，并将其与先前的仿真方法进行了比较，表明所提出的HIL模拟方法可以识别对机器人系统的更可靠的通信影响。
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人眼目光在传递信息，交流意图和理解他人的心理状态方面起着重要作用。先前的研究表明，机器人的目光也会影响人类在互动过程中的决策和策略。然而，有限的研究已经在人类机器人相互作用方案中培训了针对基于凝视数据的人形机器人。考虑到凝视会影响社会交流的自然性并改变了观察者的决策过程，应将其视为人类机器人互动中的关键组成部分。为了研究机器人凝视对人类的影响，我们提出了一种体现的神经模型，用于进行类似人类的凝视转移。这是通过扩展社会关注模型并在吸引人的数据上训练它来实现的，该数据通过观看人类玩游戏而收集。我们将比较在人类合作游戏中采用不同凝视策略的机器人面前的人类行为表现。
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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。
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圆角焊接是该行业中最广泛类型的焊接之一，仍然通过接触手动或自动进行。本文旨在描述具有U和L形结构的非接触式圆角焊接机器人的在线编程系统，这响应了第四工业革命的需求。在本文中，作者提出了一种在线机器人编程方法，其消除了传统上在机器人焊接中执行的不必要步骤，使得操作者仅执行三个步骤来完成焊接任务。首先，选择焊接件。然后，进入焊接参数。最后，它将自动生成的程序发送到机器人。该系统最终设法在比比较方法更有效的准备时间中使用所提出的方法进行圆角焊接任务。为此，除了六个轴工业机器人手臂之外，还使用了与其他系统相比使用减少数量的组件，例如结构化光3D相机，两个计算机和集中器。系统的操作复杂性尽可能减少。据作者所知，没有能够执行圆角焊接过程的在线机器人编程系统的科学或商业证据，简化了该过程，使其对操作员完全透明，并在行业4.0范例中陷入框架。它的商业潜力主要在于一种能够适应任何工业圆角焊接工作和任何可以容纳它的支架的柔性系统中的简单和低成本。
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人类的生活是无价的。当需要完成危险或威胁生命的任务时，机器人平台可能是更换人类运营商的理想选择。我们在这项工作中重点关注的任务是爆炸性的手段。鉴于移动机器人在多种环境中运行时表现出强大的功能，机器人触觉有可能提供安全解决方案。但是，与人类的运作相比，在此阶段，自主权可能具有挑战性和风险。远程运行可能是完整的机器人自主权和人类存在之间的折衷方案。在本文中，我们提出了一种相对便宜的解决方案，可用于远程敏感和机器人远程操作，以使用腿部操纵器（即，腿部四足机器人的机器人和RGB-D传感）来协助爆炸的军械处置。我们提出了一种新型的系统集成，以解决四足动物全身控制的非平凡问题。我们的系统基于可穿戴的基于IMU的运动捕获系统，该系统用于远程操作和视觉触发性的VR耳机。我们在实验中验证了现实世界中的方法，用于需要全身机器人控制和视觉触发的机车操作任务。
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