Εκπαίδευση ρομπότ συνδυάζοντας οπτικά δεδομένα και κιναισθητικές ανθρώπινες επιδείξεις
Φόρτωση...
Ημερομηνία
2025-10-03
Συγγραφείς
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
ΕΛΜΕΠΑ, Πολυτεχνική Σχολή, Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Περίληψη
Ο τρόπος εκπαίδευσης μεταξύ ανθρώπων πραγματοποιείται με διάφορες μορφές επικοινωνίας
όπως η λεκτική, οπτική, κιναισθητική, το οποίο αποδεδειγμένα βελτιώνει την επικοινωνία μεταξύ
μαθητή και εκπαιδευτή. Η παρούσα διπλωματική επεκτείνει τη συγκεκριμένη έννοια, μεταξύ
ανθρώπου-εκπαιδευτή και ρομπότ, προτείνοντας ένα σχήμα ελέγχου μάθησης από επίδειξη
(Learning by Demonstration - LbD), το οποίο χρησιμοποιεί οπτικά δεδομένα και εστιάζει στην
αντικατάσταση της ασαφούς πληροφορίας βάθους, μέσω του συνδυασμού με κιναισθητική
εκπαίδευση.
Η προτεινόμενη μέθοδος αξιοποιεί την οπτικά αντιληπτή κίνηση του ανθρώπινου χεριού, με
σκοπό να παρέχει απτική καθοδήγηση κατά τη διάρκεια της κιναισθητικής εκπαίδευσης,
διευκολύνοντας τον εκπαιδευτή στις διαστάσεις που παρατηρείται η μεγαλύτερη ασάφεια. Η
μέθοδος αξιολογείται πειραματικά χρησιμοποιώντας μια κάμερα RGB και το ρομπότ UR10e, και
αξιολογείται με μονόπλευρες προσεγγίσεις δηλαδή, με καθαρά οπτική εκπαίδευση ή κιναισθητική.
Το πείραμα απέδειξε ότι η προτεινόμενη μέθοδος υπερτερεί έναντι αυτών των προσεγγίσεων τόσο
ως προς την απόδοση εκμάθησης κινήσεων όσο και ως προς τη φυσική καταπόνηση που δέχεται
ο εκπαιδευτής κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσης.
The way humans learn from each other is typically achieved through various forms of communication, such as verbal, visual, and kinesthetic, which has been proven to significantly enhance communication between the teacher and the learner. This thesis extends this concept to the human-teacher and robot interaction, proposing a Learning by Demonstration (LbD) control scheme that utilizes visual data and focuses on compensating for the lack of depth information through the combination with kinesthetic teaching. The proposed method leverages the visually perceived motion of the human hand to provide haptic guidance during the kinesthetic teaching process, assisting the teacher in the dimensions where the greatest uncertainty is observed. The method is experimentally evaluated using an RGB camera and a UR10e robot and is compared against single-modality approaches, specifically, purely visual or purely kinesthetic training. The experimental results demonstrate that the proposed method outperforms these approaches in terms of both motion learning performance and the physical strain experienced by the teacher during the training process.
The way humans learn from each other is typically achieved through various forms of communication, such as verbal, visual, and kinesthetic, which has been proven to significantly enhance communication between the teacher and the learner. This thesis extends this concept to the human-teacher and robot interaction, proposing a Learning by Demonstration (LbD) control scheme that utilizes visual data and focuses on compensating for the lack of depth information through the combination with kinesthetic teaching. The proposed method leverages the visually perceived motion of the human hand to provide haptic guidance during the kinesthetic teaching process, assisting the teacher in the dimensions where the greatest uncertainty is observed. The method is experimentally evaluated using an RGB camera and a UR10e robot and is compared against single-modality approaches, specifically, purely visual or purely kinesthetic training. The experimental results demonstrate that the proposed method outperforms these approaches in terms of both motion learning performance and the physical strain experienced by the teacher during the training process.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
Αλληλεπίδραση ανθρώπου-ρομπότ, Kinesthetic learning, Human–robot interaction, Κιναισθητική μάθηση