Uniform vs. Lognormal Kinematics in Robots: Perceptual Preferences for Robotic Movements

要約

協働ロボットまたはコボットは、共通の作業環境で人間と対話します。
協働ロボットに関しては、研究中だが重要な問題の 1 つが、協働ロボットの動きと、それが人間にどのように認識されるかに関連しています。
この論文は、人間が人間のように動くロボットを好むのか、それともロボットのように動くロボットを好むのかを分析しようとします。
この目的を達成するために、本研究では、産業用ロボットアームによって実行される動作と、人間によって実行される動作との違いを明らかにする。
主な違いは、ロボットの動作は台形の速度プロファイルを持つのに対し、人間の腕の速度プロファイルはベル型であり、複雑な動作では、ベル型の動作が重なり合ったものと考えることができるという事実にあります。
対数正規性の原理に基づいて、ロボット アームが人間のような動きを実行するための手順が開発されました。
両方の速度プロファイルは、ABB IRB 120 と Universal Robot UR3 という 2 つの産業用ロボットに実装されました。
両方の動きを見たときの被験者の好みを研究するために 3 つのテストが使用され、もう 1 つのテストでは、指でロボットの端に触れてロボットと対話するときの被験者の好みが分析されました。

要約(オリジナル)

Collaborative robots or cobots interact with humans in a common work environment. In cobots, one under investigated but important issue is related to their movement and how it is perceived by humans. This paper tries to analyze whether humans prefer a robot moving in a human or in a robotic fashion. To this end, the present work lays out what differentiates the movement performed by an industrial robotic arm from that performed by a human one. The main difference lies in the fact that the robotic movement has a trapezoidal speed profile, while for the human arm, the speed profile is bell-shaped and during complex movements, it can be considered as a sum of superimposed bell-shaped movements. Based on the lognormality principle, a procedure was developed for a robotic arm to perform human-like movements. Both speed profiles were implemented in two industrial robots, namely, an ABB IRB 120 and a Universal Robot UR3. Three tests were used to study the subjects’ preference when seeing both movements and another analyzed the same when interacting with the robot by touching its ends with their fingers.

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