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Towards a robust framework for visual human-robot interaction

Authors
Publisher
McGill University
Publication Date
Keywords
  • Applied Sciences - Computer Science
Disciplines
  • Communication
  • Computer Science

Abstract

Cette thèse présentera une interface basée sur la vision qui permet l'intéraction entre humains et robots et aussi le control de robots autonomes parcourant des environments indéfinis. La vision à l'avantage d'être une modalité sensorielle discrète et à faible puissance. La probabilité d'algorithmes complexes et une hausse significative de puissance computationelle sont deux des raisons les plus importantes d'en faire une intégration si répandue. La recherche présentée dans cette dissertation évalue la détection visuelle comme méthode simple et intuitive pour un opérateur humain de communiquer à courte portée avec un robot mobil. L'ensemble des modèles communicationnels étudiés inclus, sans tous les nommés, la localisation et l'inspection visuelle, l'utilisation de signaux visuels pour la programmation comportemental de robots, la reconnaissance visuelle, la reconnaissance d'individus par leurs mouvements corporels caractéristiques utilisant des motifs visuels spatio-temporels tout en quantifiant la performance de cette approche à l'intéraction entre humains et robots. La structure proposée permet à l'opérateur humain de programmer et contôler un robot sans la nécessité d'une interface à entrée de données complexe. Cette structure permet aussi au robot de reconnaître des caractéristiques clés de son environment et de son opérateur humain par l'ulisation d'une interface visuelle. L'étude de l'appplication possible des méthodes d'apprentissage ulitilisées par certaines machines, toujours sous supervision, permet d'entraîner le système visuel à utiliser ses bases de données. Un aspect important de cette recherche est l'élaboration d'un système de dialogues entre humains et robots permettant l'exécution sécuritaire et efficace de tâches aux délimitations incertaines. On présente une ample validation à travers de nombreux essais utilisant notre interface avec l'aide de cobayes humains. On démontre aussi les applications possibles de cette recherche au sein des utilisations aquatiques du Aqua, robot amphibien à plateforme. Alors que notre structure de recherche ne se spécialise pas dans la robotique aquatique, la vision sous l'eau est toujours affectée par de nombreux facteurs, notamment la lumunosité variante et la dégradation de couleur. L'évaluation de l'approche nécessaire dans de telles conditions opérationnelles difficiles crée une validation définitive de notre recherche.

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