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一种简单的技术可使机器人识别触摸和接近

发布时间:2022-01-17 02:34:16 来源:国研机械网

一种简单的技术可使机器人识别触摸和接近

赫特福德郡大学的研究人员最近提出了一种简单且可配置的技术,该技术可增强机器人感知周围环境中的人并与之互动的能力。

他们的技术发表在arXiv上预先发表的一篇论文中,该技术利用了负担得起的蓝牙低功耗(BLE)设备。

在其许多可能的应用中,它可以增强对自闭症谱系障碍(ASD)儿童的治疗,使机器人能够充当调解员并监视周围儿童的状况中国机械网okmao.com。

进行这项研究的研究人员之一Marcus M. Scheunemann说:“我对无需外部控制和外部计算机就能完全自主互动的机器人感兴趣。”

“我在赫特福德郡大学开始我的工作,开发的机器人可以在自闭症儿童的治疗过程中扮演调解人的角色。”

开发能够准确识别儿童与儿童之间的距离的机器人是一项艰巨的任务。这是因为儿童通常在决策过程中非常自发,因此他们可能会移动很多并不断改变他们的互动方式。

这使得机器人更难使用照相机或传感器等传统方法来追踪儿童,尤其是在机器人是移动的且计算能力很小的情况下。

向机器人提供接近信息的大多数外部跟踪设备至少需要三个标记才能放置在儿童身上。此外,为了正确操作,它们必须始终在外部佩戴并始终可见。

尽管许多现有的跟踪设备提供的信息通常是准确的,但是这些设备可能难以应用于儿童,并且通常将他们的活动限制在一个装备好的房间内。

为了克服现有方法的局限性,Scheunemann及其同事开发了一种新技术,该技术允许机器人使用BLE设备识别与其他人的触摸和接近。

(a)移动机器人平台QueBall可以前后移动并向左/向右倾斜。它还可以发出声音和颜色并检测触摸。

研究人员没有开发这种机器人。他们只是以它为例。(b)一个自动供电且可配置的广告信标,该信标将被附加到人身上(左)和一个中央蓝牙设备或BLE扫描仪,该蓝牙设备使机器人能够扫描周围环境的外围信号强度(右) 。

Scheunemann说:“利用BLE是一种可负担的方式来规避现有跟踪技术的问题。” “当一个孩子至少佩戴一个BLE信标时,机器人可以测量信号强度并推断出在给定时间或触摸时哪个孩子正在与之交互。信标可以是纽扣电池的大小,并且可以与外部跟踪设备相反,应将其放在衣服或帽子中,而不能从外部看到。”

Scheunemann和他的同事设计的技术不需要摄像头,并且可以在船上快速计算所有信息。此外,与其他跟踪设备不同,研究人员使用的BLE设备价格便宜,可以很容易地购买。

为了测试他们的技术,研究人员使用一个叫QueBall的移动球形机器人在嘈杂的实验室环境中进行了三个概念验证实验。首先,他们使用自己的技术来增强机器人推断与其周围环境中的个人接近程度有关的信息的能力。

在第二个实验中,Scheunemann及其同事将BLE设备用作触摸传感器,从而使QueBall能够识别何时被触摸。最终,他们使用他们的技术使机器人能够区分不同的交互个体。

Scheunemann说:“我们提出的技术使使用机器人作为自闭症儿童治疗的媒介变得简单。” “使用我们的方法,机器人可以推断出有关给定孩子的接近度信息,而无需将摄像机校准到环境或环境变化中。该技术还可以扩展到其他与人类接近的人机交互场景中是必要的。”

Scheunemann及其同事在评估中发现,观察不同BLE设备之间的原始接收信号强度(RSS)可以显着增强 机器人与人之间的互动。将来,他们的技术可能会在各种设置下运行的机器人中培养更多的适应性行为。例如,它可以促进使用机器人作为ASD儿童的治疗介体。

“在我们未来的工作中,我们计划使用该技术为机器人配备BLE扫描仪,以便它们可以轻松推断出与互动人类之间以及人类之间的信息。”

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