Robot lembut dan seukuran manusia yang memeluk pengguna berdasarkan permintaan
Robotics

Robot lembut dan seukuran manusia yang memeluk pengguna berdasarkan permintaan


HuggieBot 2.0 memeluk pengguna. Penentuan ukuran haptik memungkinkan robot untuk merangkul pengguna dengan aman dan aman dan sensor yang berlebihan memberi tahu pengguna saat pengguna siap untuk mengakhiri pelukan. Kredit: Block et al.

Para peneliti di Max Planck Institute for Intelligent Systems (MPI-IS) dan ETH Zürich baru-baru ini menciptakan HuggieBot 2.0, robot yang dapat memeluk pengguna atas permintaan mereka. Robot ini, akan dipresentasikan di ACM / IEEE International Conference on Human-Robot Interaction (HRI) pada bulan Maret, dibangun di atas sistem robotik sebelumnya yang dibuat oleh Alexis E. Block, salah satu penulis, selama gelar Masternya.

“HuggieBot adalah proyek penelitian yang pertama kali saya kerjakan dengan Katherine J. Kuchenbecker pada musim gugur 2016, sebagai bagian dari tesis master saya di bidang robotika di Universitas Pennsylvania,” kata Block. “Kami berdua memiliki anggota keluarga yang jauh yang ingin kami peluk dan ini adalah inspirasi utama di balik proyek ini.”

Versi robot sebelumnya, yang dijuluki HuggieBot 1.0, didasarkan pada platform robotik yang dibuat oleh Willow Garage, yang disebut Personal Robot 2 (PR2). Perangkat keras dan perangkat lunak robot PR2 telah disesuaikan dengan cara yang memungkinkannya untuk dengan mudah merangkul pengguna.

Pada Juli 2017, Block memulai gelar Ph.D. belajar dengan MPI ETH Center for Learning Systems, dengan Kuchenbecker sebagai supervisor utamanya di MPI-IS di Jerman, dan Otmar Hilliges dan Roger Gassert sebagai co-supervisor tambahan di ETH Zurich di Swiss. Bersama dengan supervisornya, dia memutuskan untuk melanjutkan proyek HuggieBot dan membuat robot yang benar-benar baru untuk dipeluk.

“Setelah saya menyelesaikan master saya dan membuat HuggieBot pertama, Katherine dan saya masih tertarik dengan topik robot pelukan dan merasa masih banyak yang bisa ditemukan,” kata Block. “Umpan balik dari pengguna mengajarkan kami bahwa PR2 terlalu besar untuk menjadi robot pelukan yang sangat baik, dan juga tidak dapat merasakan pengguna dengan baik karena hanya memiliki satu sensor sentuh kecil di punggungnya.”

Sebelum mereka mulai mengerjakan HuggieBot 2.0, para peneliti meninjau literatur sebelumnya dalam robotika dan memeriksa robot serupa yang dibuat di masa lalu. Selanjutnya, mereka mengerjakan desain baru untuk HuggieBot, juga melibatkan seorang Ph.D. siswa di lab Otmar di ETH, Sammy Christen, yang secara khusus mengerjakan kapabilitas computer vision robot.

“Platform robotik baru kami dibangun sesuai dengan enam prinsip desain kami, atau ‘perintah’ untuk pelukan robot yang alami dan menyenangkan,” kata Block. “Yakni, kami merasa bahwa robot pelukan harus lembut, hangat, seukuran manusia, dapat melihat penggunanya secara visual, menyesuaikan pelukannya dengan ukuran dan posisi pengguna, dan melepaskannya dengan andal saat pengguna ingin mengakhiri pelukan. Dengan mengikuti perintah ini , HuggieBot 2.0 memberikan pelukan yang sangat baik. “

Untuk membuat HuggieBot 2.0, Block dan rekan-rekannya memasang dua lengan Kinova JACO (yaitu, lengan robot yang tersedia secara komersial yang biasanya dipasang pada kursi roda) pada rangka logam khusus. Berbeda dengan versi sebelumnya, robot ini memiliki badan tiup dan lunak yang dapat merasakan kontak pengguna terlepas dari penempatan tangannya. Tubuh robot ditutupi dengan bantalan pemanas, jubah ungu, dan kaus abu-abu, sedangkan tangannya ditutupi sarung tangan empuk.

Head HuggieBot 2.0 yang dibuat menggunakan pencetakan 3-D terdiri dari komputer, layar yang berfungsi sebagai mukanya, kamera penginderaan dalam, speaker, dan pengontrol mikro. Layar menampilkan berbagai animasi ekspresi wajah dengan latar belakang ungu, yang memberi kesan bahwa robot sedang tersenyum dan berkedip.

“Sebagai bagian dari studi terbaru kami, kami menguji pengaruh tiga faktor biner yang berbeda: inisiasi pelukan visual, ukuran pelukan haptik, dan pelepasan pelukan haptik,” kata Block. “Untuk inisiasi pelukan visual pada saat studi dilakukan di atas kertas, kamera robot akan mendeteksi pengguna di bidang penglihatannya. Setelah kamera mendeteksi pengguna sedang berjalan ke arahnya, robot akan mengangkat tangannya dan bertanya kepada pengguna ‘bisakah aku mendapat pelukan? ” Untuk ukuran pelukan haptic, kami mencontohkan pelukan sebagai bentuk menggenggam. “

Lengan JACO HuggieBot 2.0 memiliki sensor torsi di setiap sambungan. Dengan menggunakan metode menggenggam torsi-thresholding, para peneliti dapat membuat genggaman robot lebih adaptif dan aman, memastikan bahwa itu cocok dengan tubuh pengguna individu dan tidak menahannya terlalu ketat atau terlalu longgar.

“Untuk rilis haptic, kami menggunakan dua metode berbeda,” Block menjelaskan. “Pertama, kami menggunakan sensor torsi pada lengan robot untuk mendeteksi kapan pengguna ingin meninggalkan pelukan. Kemudian kami menggunakan batang tubuh penginderaan tiup untuk mendeteksi saat pengguna melepaskan lengannya dari punggung robot, sehingga menunjukkan keinginan mereka. untuk mengakhiri pelukan. Fitur ini membuat HuggieBot 2.0 menjadi robot pelukan yang lebih alami dan intuitif. “

HuggieBot 2.0: Robot lembut dan seukuran manusia yang memeluk pengguna berdasarkan permintaan

HuggieBot 2.0 menunggu pelukan. Ia memakai bantalan pemanas, jubah ungu, dan kaus abu-abu di atas batang tubuh penginderaan tiup baru sehingga pelukannya hangat, lembut dan responsif. Kredit: Block et al.

Block dan koleganya mengevaluasi HuggieBot 2.0 dalam dua studi berbeda. Awalnya, mereka meminta 117 orang untuk menonton video dan gambar HuggieBot 1.0 dan HuggieBot 2.0. Setelah mereka melihat video dan gambar ini, mereka yang berpartisipasi dalam penelitian diminta untuk memberikan tanggapan dan pendapat mereka. Mereka menemukan bahwa mayoritas peserta lebih menyukai robot versi terbaru, baik dari segi tampilan maupun gerakannya.

Selanjutnya, para peneliti meminta 32 orang untuk menguji robot tersebut secara langsung dan membagikan umpan balik mereka kepada mereka. Mereka secara khusus meminta pendapat mereka tentang seberapa baik lengan robot beradaptasi dengan tubuh mereka (yaitu, ukuran haptik), seberapa alami mereka memulai pelukan dan seberapa efektif mereka melepaskannya dari pelukan.

Secara keseluruhan, peserta mengatakan bahwa mereka merasa bahwa haptic sizing (yaitu, bagaimana pelukan robot disesuaikan dengan tubuh mereka) meningkatkan persepsi mereka tentang robot sebagai gerakan yang alami, cerdas dan ramah. Secara keseluruhan, fitur ‘hug adaptability’ ini tampaknya memungkinkan interaksi yang lebih menyenangkan antara HuggieBot 2.0 dan penggunanya.

“Pengguna memberikan banyak komentar positif tentang inisiasi pelukan visual, ukuran haptic, dan pelepasan haptic,” kata Block. “Selain memvalidasi platform robot khusus kami, makalah ini memvalidasi enam prinsip desain kami. Temuan ini menunjukkan bahwa kami bergerak ke arah yang benar untuk menciptakan pelukan robot yang lebih alami dan menyenangkan, tetapi masih ada ruang untuk perbaikan.”

Umpan balik yang dikumpulkan Block dan rekan-rekannya dalam studi pengguna mereka membantu mereka menyempurnakan robot lebih jauh, yang pada akhirnya mengarah pada pembuatan versi yang lebih baru dari sistem mereka, yang disebut HuggieBot 3.0. Robot baru ini akan dipresentasikan dalam makalah baru yang saat ini sedang ditinjau sejawatnya.

“Selain menampilkan peningkatan perangkat keras dan perangkat lunak, makalah baru kami tentang HuggieBot 3.0 berpusat pada memungkinkan robot untuk mendeteksi, mengklasifikasikan, dan merespons gerakan intra-pelukan seperti menggosok, menepuk, dan meremas,” kata Block. “Diremas oleh robot pelukan ternyata menyenangkan!”

Untuk lebih mengeksplorasi potensi sistem yang mereka kembangkan, para peneliti saat ini sedang merancang percobaan baru yang bertujuan untuk menilai efek fisiologis dari menerima pelukan dari HuggieBot. Meskipun diketahui bahwa kontak fisik dengan manusia lain atau bahkan hewan dapat memiliki beberapa manfaat kesehatan (misalnya, menurunkan tekanan darah dan kadar kortisol kita, mengurangi stres dan kecemasan, memperkuat ikatan sosial dan sistem kekebalan kita dan meningkatkan kadar oksitosin), efek dari kontak fisik dengan robot masih kurang dipahami. Block dan rekan-rekannya pada akhirnya ingin mengetahui apakah pelukan robot dapat mengurangi stres dan meningkatkan kesejahteraan fisik seperti halnya manusia atau hewan.

“Bukti manfaat fisiologis akan melengkapi dan membantu menjelaskan semua komentar dan penilaian positif yang didapat HuggieBot dari pengguna sekaligus menggambarkan bahwa berinteraksi dengan robot dengan cara ini dapat meningkatkan kesehatan manusia,” kata Block. “Kami pikir pelukan robot yang lembut, hangat, dan responsif dapat membantu mendukung banyak orang yang tidak selalu menerima pelukan dari manusia lain.”

Selain mengevaluasi efek fisiologis pelukan robot mereka pada pengguna, para peneliti mengembangkan HuggieApp, sebuah aplikasi yang memungkinkan pengguna untuk saling mengirim pelukan yang disesuaikan dari jarak jauh melalui robot HuggieBot. Melalui aplikasi ini, pengguna dapat mengganti wajah animasi di layar terintegrasi robot dengan video khusus yang dikirim oleh orang yang mereka cintai.

“Di HuggieApp, pengirim pelukan juga dapat menentukan durasi pelukan dan gerakan intra-pelukan yang harus dilakukan robot dan kapan waktunya,” Block menambahkan. “Setelah mereka menerima pemberitahuan yang mengatakan bahwa mereka telah dikirimi pelukan melalui aplikasi, pengguna hanya perlu mendekati HuggieBot mereka dan memindai kode QR untuk menukarkan pelukan khusus mereka. Kami juga berharap dapat menjalankan studi untuk menguji apakah HuggieBot dapat membantu memperkuat hubungan pribadi antara orang-orang yang secara fisik dipisahkan oleh jarak. “

Meskipun HuggieBot 2.0 dan HuggieBot 3.0 masih merupakan prototipe, Block berharap pada akhirnya dapat mengkomersialkannya. Namun, sebelum sistem ini dapat diterapkan dalam skala besar dan tersedia secara luas, para peneliti perlu menyempurnakan kualitas pelukan mereka lebih jauh dan memastikan keamanan dan keandalannya secara keseluruhan.

“Saya melihat langkah selanjutnya menuju komersialisasi (setelah memperbaiki robot) dengan menargetkan institusi berskala lebih besar, di mana banyak orang bisa mendapatkan keuntungan dari satu HuggieBot,” katanya. “Tempat-tempat seperti itu mungkin universitas, rumah sakit, atau panti jompo. Meskipun penelitian kami menunjukkan minat terhadap robot pelukan itu sendiri, saya yakin aplikasi yang dapat disesuaikan akan menjadi komponen penting dari setiap robot pelukan yang dikomersialkan.”


Robot lembut menggunakan kamera dan bayangan untuk merasakan sentuhan manusia


Informasi lebih lanjut:
Enam perintah pelukan: desain dan evaluasi robot pelukan seukuran manusia dengan persepsi visual dan haptik. arXiv: 2101.07679 [cs.RO]. arxiv.org/abs/2101.07679

© 2021 Science X Network

Kutipan: HuggieBot 2.0: Robot lembut dan seukuran manusia yang memeluk pengguna berdasarkan permintaan (2021, 11 Februari) diambil 11 Februari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-02-huggiebot-soft-human-size-robot -users.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Data SGP 2020