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CoBot Studio.

Crossing Realities for Mutual Understanding in Human-Robot Teams.

  • Laufzeit: 06/2019 - 11/2021
  • Fördergeber: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG)
  • Projektpartner: LIT Robopsychology Lab (Lead), Joanneum Robotics, Blue Danube Robotics, Polycular OG, Ars Electronica Futurelab, Universität Salzburg, Österreichisches Forschungsinstitut für Artificial Intelligence

In den kommenden Jahren werden an immer mehr Arbeitsplätzen kollaborative Roboter (CoBots) zum Einsatz kommen, die für MitarbeiterInnen beispielsweise Werkstücke halten, gemeinsam mit ihnen Autositze montieren, Verpackungen prüfen oder auf andere Weise physisch nahe mit Menschen zusammenarbeiten.

Verständnis über die Zustände und nächsten Schritte des Roboters sind dabei nicht nur im Sinne einer erfolgreichen Aufgabenerledigung wichtig, sondern spielen auch für die Akzeptanz durch die menschlichen Interaktionspartner eine große Rolle. Denn: Sicherheit und Vertrauen sind menschliche Grundbedürfnisse, die auf gegenseitigem Verständnis aufbauen. Für die Mensch-Roboter-Kollaboration bedeutet das: So wie für den Roboter Zustände und Intentionen seines menschlichen Partners identifizierbar sein müssen, sollen umgekehrt auch Zustände und geplante Aktionen des Roboters für den Menschen verständlich und vorhersehbar sein. Wann ein CoBot etwa aktiv in den gemeinsamen Arbeitsprozess eingreifen wird oder in welche Richtung er sich als nächstes bewegt, erklärt sich idealerweise ganz intuitiv. Zur Frage, welche robotischen Kommunikationssignale in welchem Arbeitskontext für welche Personengruppe verständlich und angenehm sind, herrscht in Forschung und Industrie aber noch viel Erkenntnisbedarf.

Hier setzt das interdisziplinäre Konsortium des CoBot Studios mit neuen, kreativen Methoden an. Im Zentrum des Projekts steht die Entwicklung einer immersiven Extended-Reality-Simulations­um­ge­bung, in der kommunikative Kollaborationsprozesse mit mobilen Robotern spielerisch ausprobiert und gleichzeitig unter kontrollierbaren Bedingungen evaluiert werden können. Aufbauend auf der technischen Infrastruktur des Virtual-Reality-Raums „Deep Space 8K“ im Linzer Ars Electronica Center und weiteren VR- bzw. AR-Technologien nehmen Testpersonen im CoBot Studio an Collaborative Games mit Robotern teil, in denen Aufgaben wie die Montage oder das Ordnen kleiner Objekte gemeinsam absolviert werden müssen. Innerhalb der Games werden nonverbale Kommunikations­signale der Roboter variiert und in ihrer Wirkung auf Kollaborationserfolg, Verständlichkeit und Bewertung des Interaktionserlebnisses hin untersucht.

Basierend auf den Erkenntnissen der Collaborative Games und ergänzender quantitativer wie qualitativer Interviews werden praxisorientierte Designprinzipien für Bewegungsabläufe und neue visuelle Signalgeber für kollaborative Roboter abgeleitet. Das CoBot Studio verbindet somit physische und virtuelle Wahrnehmungsebenen zu einer flexiblen Forschungsumgebung.

Das CoBot Studio kombiniert verschiedene Realitätsebenen, um die Wirkung von Kommunikationssignalen in der Kollaboration zwischen Mensch und Industrieroboter zu untersuchen. ©CoBot Studio