Appunti di Robotica indossabile

ROBOTICA IMPOSSIBILE wearable_25.26

HUMAN ROBOT INTERACTION (HRI) E difficile da progettare.

Studio di come le persone interagiscono con i robot

Robotica "azione facilitata" in ambito capo o Un robot non pu essere autonomo all' uomo - Armao

CLASSIFICAZIONI GRADO DI INDIPENDENZA

COESISTENZA = umani e robot se operano nello stesso ambiente senza interferenze reciproca, enfatizzando l'indipendenza individuale

COOPERAZIONE = non agiscono sullo stesso oggetto simultaneamente. Fanno un turno di gerarchia

COLLABORAZIONE = dipendenza sinergica. Collaborano attivamente, condividono informazioni e processi decisionali.

CLASSIFICAZIONE GRADO DI COINVOLGIMENTO:

coinvolgimento psicologico

SHRI social

SPHRI social physical

genda distanza fisica

telegestione

physical pHRI

genda distanza psicologica

Scambio con il robot solo un coinvolgimento

fisico => robotica indossabile

High Psychological Engagement

High Physical Distance

Interazione remota

High Physical Engagement

High Psychological Distance

INTERAZIONE REMOTA (teleoperazione e social HRI)

La teleoperazione consiste un tipo di HRI pi distante; pu confine nella PHRI quando viene comandata con l'aptica, o nella SHRI se utilizzata per comunicare con le persone con l'aiuto di un robot

La SHRI consiste nei robot che si impegnano socialmente con gli esseri umani:

interazione basata sul parlato

interazione basata sulla vista (riconoscimento dei gesti)

INTERAZIONE PROSSIMALE

La PHRI prevede che i robot e gli esseri umani interagiscono tra loro attraverso tipi di contatto in un'ampia gamma di applicazioni. (ruolo medico, ruolo industriale)

La SPHRI prevede l'interazione di segnali sociali e fisici per stabilire interazioni congiunte e simili a quelle umane tra uomini e robot

CLASSIFICAZIONE PER GRADO DI CONTATTO:

• interazione fisica diretta: contatto diretto (collaborazione) => ROBOTICA, INOSSABILE
• interazione fisica indiretta: interagiscono attraverso l'intermediazione di oggetti (collaborazione/cooperazione)
• interazione di prossimita: lavorano in prossimita l'uno dell'altro, ma non necessariamente in contatto fisico diretto o indiretto (coesistenza)

L'ART e un campo fortemente multidisciplinare

Ci sono 3 barriere principali:

1. rappresentazione della conoscenza
2. visione della realta
3. oggetto del focus principale

1. RAPPRESENTAZIONE DELLA CONOSCENZA (esplicita vs implicita)

Ing. e scienziati rendono espliciti i loro risultati e vengono esterni; descritti ad altri ing e scienziati. Il designer la conoscenza e implicita all'interno del singolo individuo

2. VISIONE DELLA REALTA (trasformazione vs comprensione)

ing e designer trasformano il mondo in stati previsti; gli scienziati cercano di capire il mondo

3. OGGETTO DEL FOCUS PRINCIPALE

scienziati e designer sono interessati agli esseri umani nel nodo di utenti: i designer sono interessati ai valori umani. Scienziati → scienze sociali e cognitive. Ingeneri → sviluppo della tecnologia

1. PROGETTARE PER LA SICUREZZA

evitare qualsiasi contatto fisico involontario o indesiderato o mantenere le forze applicate del robot entro un intervallo di innocuita. La sicurezza psicologica si basa sull'aspetto e sul comportamento del robot

→ MIGLIORARE L'ERGONOMIA

ottimizzazione del benessere umano => riducendo al minimo il rischio di disturbi muscoloscheletrici

→ CONSIDERARE FATTORI PSICOLOGICI

riguarda la sicurezza percepita che deriva dalle prevedibilita del robot e trasparenza del suo operativo e senso di controllo => considerare aspetti culturali e temperamentivi

- ridurre al minimo i danni causati da collisioni

progettazione strutturale del robot apposita e la selezione del materiale (comportamento meccanico dei collegamenti e attriti)

- ridurre al minimo il rischio di collisione

sensori tattili, di presenza, di forza, coppia e camere => sensoristica

2. PERCEZIONE

consapevolezza e strettamente collegata alla comprensione da parte dell'uomo della posizione, dell'attivita, dello stato del robot e viceversa

=> pianificare il movimento del robot in base a una procedura valutazione del potenziale pericolo per l'uomo.

Si costruisce su 3 livelli:

o osservazione = raccogliere informazioni

o rappresentazione = costruire una rappresentazione dell'ambiente

o modellazione = costruire un modello che permetta di predire gli stati futuri del sistema

3. PIANIFICAZIONE E CONTROLLO

problema decisionale sequenziale multi-agenti

3.1 strategia di pre-collisione = modificare in modo proattivo il comportamento del robot per prevenire potenziali incidenti (mantenimento dell'uomo e del robot)

3.2 strategia di post-collisione = materiali morbidi e sensoristica in modo che al momento della collisione il robot si crei e regoli dinamicamente il comportamento

=> controllo "compliant" - cedevolezza passiva e attiva

tramite controllo di impedenza e ammettenza

4. PRESTAZIONI COMPUTAZIONALI

risposta rapida e prestazioni in tempo reale (freq. di controllo 8 KHz, 5000 volt/sec)

- ARCHITETTURA HARDWARE = integrazione delle unita di elaborazion