Human-robot collaboration for synergistic task execution

İnsan ve robotun takım olarak çalışması ve etkileşimde bulunması büyük bir potansiyeldir, çünkü bu işbirliği hem insan hem de robot yeteneklerinden yararlanabilir, iki tarafın zayıf noktalarını giderir ve daha yüksek bir performans verir. Bu tezde insanın görevi yerine getirmeye çalışırken, robotun onun niyetini bularak hedefe ulaşmasına yardımcı olan, bir insan-robot işbirliği çerçevesi önerilmiş ve uygulamısı gösterilmiştir. İnsanın, makine özerkliği ile etkileşime girmesi durumunda nasıl etkilendiği ve insanın özerk bir ajanla olan paylaşımlı kontrolünün performansa herhangi bir avantaj sağlayıp sağlamadığı konuları çalışılmıştır. Özellikle, özerklik ile etkileşimin insanlara daha kısa sürede performanslarını artırmalarına yardımcı olup olamayacağı araştırılmıştır. Bu işbirliği sistemini, robot kolunun tuttuğu bir tepsi üzerinde topu hareket ettirerek istenilen konumda dengelemeye çalışan top dengeleme görevi tasarlayarak gerçekleştirdik. İnsan robot kolunu, tepsiyi eğen ve topu hareket ettiren bir arayüzle kontrol ederek görevi yerine getirirken, robot topun yörüngesini izleyerek insanın niyet ettiği top pozisyonunu öngörür ve görev icrasında yardımcı olmak için insan kontrol çıktısına ekleme yapar. Bu çalışmada görev performansını değerlendirmek için topun hareket yörüngesi uzunluğu, görevin tamamlanma süresi ve topun konumsal hatası seçildi. Sistemimizin insan öğrenimi ve görev icrası üzerindeki etkisini değerlendirmek için, insanların görevleri tek başına yerine getirdiği ve paylaşımlı kontrol koşullarıyla hem insan hem de robotun görevi yerine getirdiği iki koşul altında bir dizi deney gerçekleştirildi. Dört devamlı gün içinde deneyi gerçekleştirmek için 20 kişi gönüllü oldu. Bu deneylerin sonucu, yalnızca insanların, görevi tek başına gerçekleştirdiği zamana kıyasla, robot işbirliği içinde daha iyi yürütülebileceğini ve aynı zamanda bu işbirliği sisteminin insan görev öğrenimini hızlandırdığını göstermiştir.