İç ortamlarda insan-robot etkileşimi

Bu tez çalışmasında robotik alanında tasarlanan İnsan-Robot Etkileşimine (İRE) diyalog kurma ve geliştirme konusunda etkili çözümler üreten üç model önerilmiştir. Robotların iç ortamlarda insanlarla birlikte çalışması veya insanları bilgilendirmesi amacıyla kullanılmak istendiğinde karşılaşılan ilk problemin insan robot arasındaki diyaloğun nasıl geliştirilmesi gerektiği ve etkili diyaloğun nasıl sağlanması gerektiğidir. Bu amaçla İRE alanındaki çalışmalar incelenmiş ve kullanılan yöntemler araştırılmıştır. Bu çalışmalardan esinlenilerek, İRE alanında, robotik sistemlerde kullanılabilecek diyalog modelleri üzerinde geliştirmeler yapılmıştır. Farklı diyalog modelleri için sonlu durum makinesi, içerikten bağımsız gramer yöntemlerinden faydalanılmıştır. Bu kapsamda sonlu durum makineleri ve içerikten bağımsız gramer yöntemleri incelenmiştir. Bu yöntemlerle diyalog modellemeleri geliştirilmiştir. Gerçekleştirilen bu diyalog modelleri gerçek zamanlı olarak robot üzerinde denenmiştir. Önerilen modellerde görüntü işleme ve ses işleme algoritmaları ile insan robot arasında interaktif etkileşimi sağlayan araçlar kullanılmıştır. İRE ile alakalı iki adet deney ortamı oluşturulmuştur. İlk deneyde robot insanı bulduğu zaman kafasıyla karşısındaki insanının yüz hareketlerini taklit ederek kafa takibini başlatıyor. Robot başlangıç durumunda karşısındaki insandan etkileşim beklemektedir. Eğer robotun karşısındaki insan robotla belirlenen süre içerisinde etkileşime geçmez ise robot karşısındaki insana kendisini nasıl kullanmasını anlatarak etkileşimi başlatıyor. İnsan etkileşime geçer ise robot sorulan soruları yanıtlamaktadır. Etkileşim robotu programlayan programcının belirlediği Sonlu Durum Makinesine (SDM) göre tamamlanıyor. Üç farklı SDM önerilmiştir. Bunlar "İnsan kontrol modeli", "Kafa takip modeli" ve "Robot gözünden kontrol modeli" olarak adlandırılmaktadır. Oluşturulan iki deney ortamı önerilen üç model ile çaprazlanarak altı deney beş tekrar ile gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneylerde SDM modelleri arasında başarılı etkileşimler belirlenmiş. En uygun model tespit edilmiştir. İleride yapılacak çalışmalarda insanların yaş, cinsiyet ve duygu analizi yapılarak bu oranın daha da arttırılması hedeflenmektedir.