İnsan takip eden robot ile ortam öğrenimi

Bu tezde, bir gezgin robotun bir insanı takip ederek uzamsal bilişini geliştirmesi ve kullanması problemi üzerinde odaklanılmaktadır. Bu problem, robotun insan benzeri mekan bilgilerine sahip olmasına imkan sağlayacağından, insan-robot etkileşimi için son derece önemli bir problemdir. Aynı zamanda zor bir problemdir; zira robotun insanı görsel olarak takibi, fiziksel olarak hareket ederek izlemesi ve bunları yaparken de uzamsal muhakemesini işletmesi gibi farklı üç beceriye sahip olması ve bunların tümleşik olarak çalışabilmesi gerektirmektedir. İnsanın görsel olarak takibi için insanın sezimi ve sonra da göreceli konumunun kestiriminin yapılması gerekmektedir. Bunun için, üzerindeki RGB-D algılayıcı verilerini kullanarak, beş aşamalı bir yöntem önerilmiştir: insan sezimleme, hedef bölgenin bulunması, sezimin iyileştirilmesi, derinlik hesabı ve göreceli konum hesabı. Hedefin bulunamadığı veya birden fazla hedefin bulunduğu durumlarda, insan seziminde ortaya çıkabilecek bu eksiklikler doldurularak izlemenin sürekliliği sağlanmaktadır. İnsan sezimi için, gerekli işlem gücü ve doğruluk bakımından birbirinden farklı avantajlara sahip olan iki mevcut yöntem kullanılmıştır. Takip edilen insanın robotun görsel alanından çıkması durumunda, robotun fiziksel olarak hareket ederek takibe devam edebilmesi gerekmektedir. Bunun için, önceki çalışmalarda geliştirilmiş olan tepkin yöngüdüm yaklaşımı kullanılmaktadır. Böylece robot hem hedefe kilitlenmekte, aynı zamanda da karşılaşabileceği engellerden kaçabilmektedir. Robotun hareket ederken, aynı zamanda uzamsal muhakemesini de çalıştırabilmesi gerekmektedir. Burada topolojik uzamsal biliş modeli kullanılmıştır. Bu model robotun içinden geçtiği mekanları önce sezimlemesine, devamında tanımasına veya öğrenebilmesine imkan sağlayan bir modeldir. Robotla yapılan deneylerde, önerilen yaklaşımla robotun insan rehber tarafından götürüldüğü mekanları öğrenebildiği ve daha sonra tekrar gittiğinde de tanıyabildiği gösterilmiştir.