TeMoto: Sistema Telerobótico Multi-Rango Intuitivo con Interfaz de Instrucción Gestual y Verbal Natural
Autores: Valner, Robert; Kruusamäe, Karl; Pryor, Mitch
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Robots móviles
Capacidades de manipulación de objetos
Conciencia situacional
Interfaz de operador
Fusión de sensores
Comportamientos semiautónomos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
Los robots móviles teleoperados, equipados con capacidades de manipulación de objetos, proporcionan medios seguros para ejecutar tareas peligrosas en entornos peligrosos sin poner en riesgo a los humanos. Sin embargo, principalmente debido a un retraso en la comunicación, interfaces de operador complejas y una insuficiente Conciencia Situacional (SA), la productividad de los telerobots sigue siendo inferior a la de los trabajadores humanos. Este artículo aborda las deficiencias de los telerobots proponiendo un enfoque combinado de (i) una interfaz de operador escalable e intuitiva con entrada gestual y verbal, (ii) una mejor Conciencia Situacional (SA) a través de la fusión de sensores según las mejores prácticas documentadas, (iii) fijaciones virtuales integradas para simplificar tareas y minimizar la carga cognitiva del operador y (iv) comportamientos semiautónomos integrados que reducen aún más la carga cognitiva y niegan el impacto de los retrasos en la comunicación, la latencia de ejecución y/o fallos. El sistema de teleoperación propuesto, TeMoto, se implementa utilizando ROS (Sistema Operativo de Robots) para garantizar la agnosticismo del hardware, la extensibilidad y el acceso a la comunidad. La interfaz de comandos del operador consiste en un controlador Leap Motion para el seguimiento de manos, un Griffin PowerMate USB como perilla de ajuste para escalado y un micrófono para entrada de voz. TeMoto se evalúa en múltiples robots, incluyendo dos plataformas de manipuladores móviles. Además de las técnicas de evaluación estándar y específicas de la tarea (tiempo de finalización, estudios de usuarios, número de pasos, etc.) -que son dependientes de la plataforma y la tarea y, por lo tanto, difíciles de escalar- este artículo presenta métricas adicionales para evaluar la interfaz de usuario, incluyendo criterios independientes de la tarea para medir (i) la eficiencia de finalización de tareas generalizada y (ii) el cambio de contexto del operador.
Descripción
Los robots móviles teleoperados, equipados con capacidades de manipulación de objetos, proporcionan medios seguros para ejecutar tareas peligrosas en entornos peligrosos sin poner en riesgo a los humanos. Sin embargo, principalmente debido a un retraso en la comunicación, interfaces de operador complejas y una insuficiente Conciencia Situacional (SA), la productividad de los telerobots sigue siendo inferior a la de los trabajadores humanos. Este artículo aborda las deficiencias de los telerobots proponiendo un enfoque combinado de (i) una interfaz de operador escalable e intuitiva con entrada gestual y verbal, (ii) una mejor Conciencia Situacional (SA) a través de la fusión de sensores según las mejores prácticas documentadas, (iii) fijaciones virtuales integradas para simplificar tareas y minimizar la carga cognitiva del operador y (iv) comportamientos semiautónomos integrados que reducen aún más la carga cognitiva y niegan el impacto de los retrasos en la comunicación, la latencia de ejecución y/o fallos. El sistema de teleoperación propuesto, TeMoto, se implementa utilizando ROS (Sistema Operativo de Robots) para garantizar la agnosticismo del hardware, la extensibilidad y el acceso a la comunidad. La interfaz de comandos del operador consiste en un controlador Leap Motion para el seguimiento de manos, un Griffin PowerMate USB como perilla de ajuste para escalado y un micrófono para entrada de voz. TeMoto se evalúa en múltiples robots, incluyendo dos plataformas de manipuladores móviles. Además de las técnicas de evaluación estándar y específicas de la tarea (tiempo de finalización, estudios de usuarios, número de pasos, etc.) -que son dependientes de la plataforma y la tarea y, por lo tanto, difíciles de escalar- este artículo presenta métricas adicionales para evaluar la interfaz de usuario, incluyendo criterios independientes de la tarea para medir (i) la eficiencia de finalización de tareas generalizada y (ii) el cambio de contexto del operador.