Onderzoekers van de Universiteit van Hertfordshire hebben onlangs een eenvoudige en configureerbare techniek voorgesteld die het vermogen van een robot om mensen in zijn omgeving waar te nemen en ermee om te gaan, verbetert. Hun techniek, gepresenteerd in een paper dat vooraf is gepubliceerd op arXiv, maakt gebruik van betaalbare Bluetooth low energy (BLE) apparaten. Onder de vele mogelijke toepassingen, het zou de therapie voor kinderen met een autismespectrumstoornis (ASS) kunnen verbeteren, robots laten optreden als bemiddelaar en toezicht houden op kinderen in hun omgeving.

"Ik ben geïnteresseerd in robots die volledig autonoom kunnen interageren zonder externe controle en zonder een externe computer, "Marcus M. Scheunemann, een van de onderzoekers die het onderzoek heeft uitgevoerd, vertelde TechXplore. "Ik begon mijn werk aan de Universiteit van Hertfordshire om robots te ontwikkelen die bemiddelaars kunnen zijn tijdens therapie voor kinderen met autisme."

Het ontwikkelen van robots die de nabijheid van en tussen kinderen nauwkeurig kunnen herkennen, is een behoorlijk uitdagende taak. Dit komt omdat kinderen over het algemeen vrij spontaan zijn in hun besluitvormingsprocessen, Vandaar, ze kunnen veel bewegen en voortdurend hun interactiestijlen veranderen. Dit maakt het voor robots moeilijker om kinderen te volgen met behulp van traditionele methoden zoals camera's of sensoren, vooral als een robot mobiel is en weinig rekenkracht heeft.

De meeste externe tracking-apparaten die nabijheidsinformatie aan robots doorgeven, hebben ten minste drie markeringen nodig om op kinderen te kunnen worden geplaatst. In aanvulling, om correct te kunnen werken, moeten ze aan de buitenkant worden gedragen en te allen tijde permanent zichtbaar zijn.

Hoewel de informatie die door veel bestaande volgapparatuur wordt verstrekt doorgaans nauwkeurig is, deze apparaten kunnen moeilijk zijn toe te passen op kinderen en beperken hun bewegingen doorgaans tot een enkele uitgeruste kamer. Om de beperkingen van bestaande methoden te overwinnen, Scheunemann en zijn collega's ontwikkelden een nieuwe techniek waarmee robots aanraking en nabijheid van andere mensen kunnen herkennen met behulp van BLE-apparaten.

"Het gebruik van BLE is een betaalbare manier om de problemen van bestaande trackingtechnieken te omzeilen, "Zei Scheunemann. "Als een kind minstens één BLE-baken draagt, een robot kan de signaalsterkte meten en kennis afleiden over welk kind op een bepaald moment interactie heeft of wanneer het wordt aangeraakt. De bakens kunnen zo groot zijn als een knoopcelbatterij en kunnen in kleding of petten worden geplaatst, zonder van buitenaf zichtbaar te zijn, in tegenstelling tot externe volgapparatuur."

De techniek van Scheunemann en zijn collega's vereist geen camera en kan aan boord alle informatie snel berekenen. In aanvulling, in tegenstelling tot andere volgapparatuur, de BLE-apparaten die door de onderzoekers worden gebruikt, zijn goedkoop en kunnen gemakkelijk van de plank worden gekocht.

Om hun techniek te testen, de onderzoekers voerden drie proof-of-concept-experimenten uit in een lawaaierige laboratoriumomgeving met behulp van een mobiele bolvormige robot genaamd QueBall. Eerst, ze gebruikten hun techniek om het vermogen van de robot om informatie af te leiden met betrekking tot de nabijheid van individuen in zijn omgeving te verbeteren.

In een tweede experiment, Scheunemann en zijn collega's gebruikten de BLE-apparaten als aanraaksensoren, waardoor QueBall kan herkennen wanneer het werd aangeraakt. Eindelijk, ze gebruikten hun techniek om de robot in staat te stellen onderscheid te maken tussen verschillende op elkaar inwerkende individuen.

"De door ons voorgestelde techniek maakt het eenvoudig om een ​​robot te hebben als bemiddelaar voor autistische kindertherapie, "Zei Scheunemann. "Met onze methode, een robot kan nabijheidsinformatie over een bepaald kind afleiden, zonder de noodzaak om een ​​camera te kalibreren voor de omgeving of voor veranderingen in de omgeving. Deze technologie kan ook worden geschaald voor andere scenario's voor interactie tussen mens en robot, waarbij informatie over de nabijheid van een mens nodig is."

In hun evaluaties Scheunemann en zijn collega's ontdekten dat het observeren van de onbewerkte ontvangen signaalsterkte (RSS) tussen verschillende BLE-apparaten de interacties van een robot met mensen aanzienlijk verbeterde. In de toekomst, hun techniek zou meer adaptief gedrag kunnen bevorderen bij robots die in verschillende omgevingen werken. Bijvoorbeeld, het zou de inzet van robots als therapiebemiddelaars voor kinderen met ASS kunnen vergemakkelijken.

"In ons toekomstige werk, we zijn van plan deze technologie te gebruiken om robots uit te rusten met BLE-scanners, zodat ze gemakkelijk informatie kunnen afleiden met betrekking tot de nabijheid van en tussen interagerende mensen."

© 2019 Wetenschap X Netwerk