DVRP-MHSI: Dynamic Visualization Research Platform for Multimodal Human-Swarm Interaction

要約

近年、分散型協働ロボットのアルゴリズムと制御方法に関する研究が盛んに行われています。
しかし、群れにおける集団行動の出現は、依然として予測し制御することが困難です。
それにも関わらず、人間のオペレーターが群れに常に利用できるとは限らない直観や知識を活用できるため、人間による群れとの相互作用は、群れをより予測可能かつ制御可能にするのに役立ちます。
したがって、この論文では、マルチモーダルな人間と群れのインタラクションのための動的可視化研究プラットフォーム (DVRP-MHSI) を設計します。これは、リアルタイムの動的可視化を実行できる革新的なオープン システムであり、特に多数のインタラクション モダリティ (たとえば、
ブレインコンピューター、アイトラッキング、筋電図、タッチベースのインターフェースなど）により、人間と群れの相互作用研究の進歩が促進されます。
具体的には、プラットフォームは、カスタムメイドの低コスト全方向車輪型移動ロボット、マルチタッチ スクリーン、および 2 台のワークステーションで構成されます。
特にマルチタッチスクリーンは人間のジェスチャーやその上に置かれた物体の形状を認識し、多様なシーンを動的に描画することもできます。
ワークステーションの 1 つはロボット内の通信情報を処理し、もう 1 つは人間とロボットの対話方法を実装します。
DVRP-MHSI の開発により、研究者はハードウェアやソフトウェアの詳細から解放され、固定されたシナリオ、タスク、インターフェイスに限定されることなく、汎用性の高い群アルゴリズムや人間と群の相互作用手法に集中できるようになります。
人間と群れの相互作用研究におけるプラットフォームの有効性と可能性は、いくつかの実証実験によって検証されています。

要約(オリジナル)

In recent years, there has been a significant amount of research on algorithms and control methods for distributed collaborative robots. However, the emergence of collective behavior in a swarm is still difficult to predict and control. Nevertheless, human interaction with the swarm helps render the swarm more predictable and controllable, as human operators can utilize intuition or knowledge that is not always available to the swarm. Therefore, this paper designs the Dynamic Visualization Research Platform for Multimodal Human-Swarm Interaction (DVRP-MHSI), which is an innovative open system that can perform real-time dynamic visualization and is specifically designed to accommodate a multitude of interaction modalities (such as brain-computer, eye-tracking, electromyographic, and touch-based interfaces), thereby expediting progress in human-swarm interaction research. Specifically, the platform consists of custom-made low-cost omnidirectional wheeled mobile robots, multitouch screens and two workstations. In particular, the mutitouch screens can recognize human gestures and the shapes of objects placed on them, and they can also dynamically render diverse scenes. One of the workstations processes communication information within robots and the other one implements human-robot interaction methods. The development of DVRP-MHSI frees researchers from hardware or software details and allows them to focus on versatile swarm algorithms and human-swarm interaction methods without being limited to fixed scenarios, tasks, and interfaces. The effectiveness and potential of the platform for human-swarm interaction studies are validated by several demonstrative experiments.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google