Comparative Analysis of Programming by Demonstration Methods: Kinesthetic Teaching vs Human Demonstration

要約

デモンストレーションによるプログラミング (PbD) は、明示的なロボット プログラミングを行わずにロボットをプログラミングする簡単かつ効率的な方法です。
PbD を使用すると、熟練していないオペレーターでも、さまざまなロボットがタスクを実行できるように簡単にデモンストレーションし、ガイドすることができます。
この文書では、デモンストレーション方法と包括的なユーザー調査との比較を示します。
各参加者は、仮想マーカーを使用した人間によるデモンストレーションとロボットマニピュレーターを使用した運動感覚の指導により、簡単なパターンの描画をデモンストレーションする必要がありました。
デモンストレーション方法間の違いを評価するために、NASA の生のタスク負荷指数 (rTLX) とシステム ユーザビリティ スケール (SUS) に記入してもらった 24 人の参加者を対象にユーザー調査を実施しました。
また、実行された軌道の類似性を評価して、実証された軌道と理想的な軌道の間の差異を測定しました。
私たちは、仮想マーカーを使用した人間によるデモンストレーションは、運動感覚による指導よりも平均して 8 倍高速で、品質の点で優れており、全体的な作業負荷が 2 倍少ないことを発見して研究を終了しました。

要約(オリジナル)

Programming by demonstration (PbD) is a simple and efficient way to program robots without explicit robot programming. PbD enables unskilled operators to easily demonstrate and guide different robots to execute task. In this paper we present comparison of demonstration methods with comprehensive user study. Each participant had to demonstrate drawing simple pattern with human demonstration using virtual marker and kinesthetic teaching with robot manipulator. To evaluate differences between demonstration methods, we conducted user study with 24 participants which filled out NASA raw task load index (rTLX) and system usability scale (SUS). We also evaluated similarity of the executed trajectories to measure difference between demonstrated and ideal trajectory. We concluded study with finding that human demonstration using a virtual marker is on average 8 times faster, superior in terms of quality and imposes 2 times less overall workload than kinesthetic teaching.

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