User-customizable Shared Control for Robot Teleoperation via Virtual Reality

要約

共有制御により、特に複数の自由度にわたる微細な制御が要求される複雑なタスクの場合、人間のオペレータによるロボットの遠隔操作能力が容易になり、強化されます。
ただし、共有制御でどの程度の自律支援を実行するかを決定する調停プロセスは、初心者のオペレーターを混乱させ、ロボットの動作の理解を妨げる可能性があります。
これらの有害な副作用を克服するために、オペレーターが独自の機能と好みに合わせて調停を調整できるようにする共有制御の新しい定式化を提案します。
ユーザーがフィードバック コマンドを発行することで調停機能の潜在パラメーターを間接的に変更できた、カスタマイズ可能な共有制御へのこれまでのアプローチとは異なり、代わりに、仮想現実 (VR) インターフェイスを介してこれらのパラメーターを観察可能にし、直接編集できるようにします。
バズ ワイヤー ゲームとして知られる、SE(3) の遠隔操作タスク用のユーザーがカスタマイズ可能な共有制御方法を紹介します。
ユーザー調査は、VR でロボット アームを遠隔操作してゲームを完了する参加者を対象に実施されます。
長期的な傾向を調査するために、実験は被験者ごとに 2 週間にわたって行われました。
私たちの調査結果では、トライアル間で調停パラメータをインタラクティブに調整できるユーザーはタスクの適応によく一般化し、直接遠隔操作や従来の共有制御よりも精度と流暢性が向上していることが明らかになりました。

要約(オリジナル)

Shared control can ease and enhance a human operator’s ability to teleoperate robots, particularly for intricate tasks demanding fine control over multiple degrees of freedom. However, the arbitration process dictating how much autonomous assistance to administer in shared control can confuse novice operators and impede their understanding of the robot’s behavior. To overcome these adverse side-effects, we propose a novel formulation of shared control that enables operators to tailor the arbitration to their unique capabilities and preferences. Unlike prior approaches to customizable shared control where users could indirectly modify the latent parameters of the arbitration function by issuing a feedback command, we instead make these parameters observable and directly editable via a virtual reality (VR) interface. We present our user-customizable shared control method for a teleoperation task in SE(3), known as the buzz wire game. A user study is conducted with participants teleoperating a robotic arm in VR to complete the game. The experiment spanned two weeks per subject to investigate longitudinal trends. Our findings reveal that users allowed to interactively tune the arbitration parameters across trials generalize well to adaptations in the task, exhibiting improvements in precision and fluency over direct teleoperation and conventional shared control.

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