Ontwikkeling van natuurlijke mens/robot communicatie. Studie en implementatie van (joint)attention mechanismen.

Projectdetails

!!Description

(English abstract, see below)

Dit project situeert zich in het globale ANTY project van de VUB onder auspiciën van het Brusselse Hoofdstedelijk Gewest. Het ANTY project beoogt de ontwikkeling van de knuffelrobot Probo die ingezet zal worden bij zieke kinderen in het hospitaal. De initiële inzet van het project omvat de bouw van een eerste prototype en de uitbouw van een onderzoeksgemeenschap rond dit project gezien de multidisciplinaire aard ervan. Enerzijds gaat de multidisciplinariteit in de technische richting naar implementatie van artificiële intelligentie, visie- en spraaktechnologie, close human-robot interactie, enz. Anderzijds stelt dit project allerhande onderzoeksvragen in de humane wetenschappen gericht naar het gebruik van vernieuwende robot applicaties in nauwe samenwerking met de mens. Sociologische, medische en psychologische studies zijn dan ook essentiëel om dit project te ondersteunen, zodat niet alleen vanuit de "ingenieurswereld" een platform gecreëerd wordt. Robots als assistent van de mens in zijn directe omgeving zijn momenteel nog in de prille ontwikkelingsfase, maar de verwachtingen naar de toekomst van zulke applicaties zijn zeer groot. Een grondige en wel gefundeerde, discipline-overschrijdende, uitbouw van een onderzoeksnetwerk in dit domein zou dan ook een belangrijke strategische beslissing zijn.



Eén van de essentiële onderzoekstopics rond "Cognitive Interactive Robotics", waarin het ANTY project zich situeert, is het opzetten van een natuurlijke communicatie tussen robot en gebruiker (in dit geval kinderen). Een eerste vereiste om een "sociale" interactie te kunnen verwezenlijken is een goed werkend aandachtssysteem. Het primaire doel van dit HOA project is dan ook het ontwikkelen van een zo realistisch mogelijk aandachtssysteem voor de robot Probo. Doordat partners (hier is één van de partners een robot) hun aandacht kunnen richten op gemeenschappelijke objecten of onderwerpen in het algemeen, ontstaat sociale interactie en meer bepaald 'joint attention' (JA). Voor dit project wordt eerst de focus gelegd op de ontwikkeling van een goed werkend aandachtsmodel, waarop in een tweede fase JA kan geïntegreerd worden. De ontwikkelde strategiëen en modellen zullen uiteindelijk in de robot Probo geïntegreerd worden om er ook een grondige evaluatie van te kunnen maken en dan vooral gericht naar het doelpubliek van het ANTY project. Deze evaluatie is niet alleen belangrijk op het einde van het project, maar is even essentiëel tijdens de ontwikkelingsfase, waar elke feedback van een effectieve implementatie en analyse met gebruikers nuttig kan zijn om de modellering bij te sturen (zgn. user centered design methodologie). Daarom zal in het kader van dit HOA project een parallel onderzoek opgezet worden waarbij een gebruikersgroep (kinderen in het hospitaal) gedefiniëerd wordt. Dit parallel luik kadert, buiten het valideringsscenario voor het ontwikkelde attentiemechanisme, in onderzoek naar Cognitieve Gedrags Therapie (CGT) voor het behandelen van chronische pijnsymptomen bij kinderen (zie bijlage 2 voor meer details). Automatiseringspogingen van zulke therapie omvatten interactieve CD roms en webapplicaties. De bijkomende ondersteunende onderzoeksvraag in dit HOA project is of een belangrijke meerwaarde kan gegenereerd worden via de robot Probo en welke specifieke tools ervoor ontwikkeld moeten worden in het kader van CGT.



English abstract



The HOA project is related to the global ANTY project that started in October 2005 at the VUB under the auspices of 'het Brussels Hoofdstedelijk Gewest'. Within the ANTY project, the R&MM intends to develop a huggable robot Probo, which can be used with hospitalized children. The initial goal of the ANTY project was the development of a prototype robot and the creation of a multidisciplinary research platform. The need for multidisciplinary approach is a result of a combination of both technical issues (e.g. the implementation of artificial intelligence, vision and speech technology, close human-robot interaction, etc.) and questions within human sciences regarding the direct use of innovative robot applications with humans. Social, medical and psychological studies are essential to support this project in order to avoid the creation of a robot from merely the world of engineering. The development of assistance robots for human environments is still very exceptional; however the possible applications in the near future are various. Therefore, an in-depth, well-founded and interdisciplinary construction of a research team seems a logic strategic decision.



One of the essential research topics regarding "Cognitive Interactive Robotics" is the realization of natural communication possibilities between the robot and the user (e.g. children). A first element in realizing "social" interaction is a smoothly working attention system. Accordingly, one of the primary goals of the HOA project is the implementation of a human-like attention system on a robotic system.

When partners of an interaction can orient attention on a common object or person, social interaction and "joint attention" (JA) in particular, is realized. To accomplish social interaction with our robot, the development of an attention system is a first goal, while in a second phase JA mechanisms can be integrated in this system.



Finally, the realized models and strategies in the project will be implemented in the robot platform Probo to evaluate all elements, in particular in the environment of hospitalized children (the ANTY project). The evaluation is essential both during the project (feedback during the development) as at the end of the project. Feedback and analysis by users on the implementation is of great importance to guide and correct the further development of the software modules and their constituting models (a so-called user-centered design methodology).





AcroniemHOA16
StatusGeëindigd
Effectieve start/einddatum1/01/0831/12/11

Keywords

  • robotica

Flemish discipline codes in use since 2023

  • Other engineering and technology

Vingerafdruk

Verken de onderzoeksgebieden die bij dit project aan de orde zijn gekomen. Deze labels worden gegenereerd op basis van de onderliggende prijzen/beurzen. Samen vormen ze een unieke vingerafdruk.