人間とロボットの協調作業における動作予測精度を高める作業空間最適化手法
Workspace Optimization Techniques to Improve Prediction of Human Motion During Human-Robot Collaboration
ロボットが共有作業空間の物体配置やAR仮想障害物を事前に最適化し、人間の動作予測精度を向上させる手法を提案し、被験者実験で有効性を示した。
著者: Yi-Shiuan Tung, Matthew B. Luebbers, Alessandro Roncone, Bradley Hayes
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Understanding human intentions is critical for safe and effective human-robot collaboration. While state of the art methods for human goal prediction utilize learned models to account for the uncertainty of human motion data, that data is inherently stochastic and high variance, hindering those models' utility for interactions requiring coordination, including safety-critical or close-proximity tasks. Our key insight is that robot teammates can deliberately configure shared workspaces prior to interaction in order to reduce the variance in human motion, realizing classifier-agnostic improvements in goal prediction. In this work, we present an algorithmic approach for a robot to arrange physical objects and project "virtual obstacles" using augmented reality in shared human-robot workspaces, optimizing for human legibility over a given set of tasks. We compare our approach against other workspace arrangement strategies using two human-subjects studies, one in a virtual 2D navigation domain and the other in a live tabletop manipulation domain involving a robotic manipulator arm. We evaluate the accuracy of human motion prediction models learned from each condition, demonstrating that our workspace optimization technique with virtual obstacles leads to higher robot prediction accuracy using less training data.
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