機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模工程_第1頁
機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模工程_第2頁
機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模工程_第3頁
機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模工程_第4頁
機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模工程_第5頁
已閱讀5頁,還剩31頁未讀 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

1、文獻(xiàn)閱讀課 建模與仿真講解課件 2009 09 29 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 Designing simple and effective expression of robots primitive minds to a human 關(guān)于人類初級思維的表情機(jī)器人的簡單有效的設(shè)計 上海大學(xué) 機(jī)電工程與自動化學(xué)院 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 Designing simple and effective expression of robots primitive minds to a human 摘要摘要 簡介簡介 SE2PM 實現(xiàn)實現(xiàn) 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件

2、 實驗實驗 結(jié)果結(jié)果 討論討論 結(jié)論結(jié)論 主要內(nèi)容 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 上海大學(xué) 機(jī)電工程與自動化學(xué)院 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 摘要 “SE2PM:Simple Expression to Primitive Mind” 初級思維的簡單表達(dá)初級思維的簡單表達(dá) 表達(dá)初級思維的表情機(jī)器人的一種新的設(shè)計理念 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 摘要 為了審查我們的SE2PM規(guī)則的準(zhǔn)確性,我們使用了兩種機(jī)器人 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 AIBOAIBO Mindstorms 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 摘要 Mindstorms:用簡單的蜂鳴聲來表達(dá)思

3、維 的移動機(jī)器人 AIBO:用復(fù)雜的仿真表情來進(jìn)行表達(dá)思維 意圖。 為對比這兩種不同的表達(dá),我們與參與者 還進(jìn)行了一次心理學(xué)實驗,結(jié)果最終支持 SE2PM規(guī)則。 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 上海大學(xué) 機(jī)電工程與自動化學(xué)院 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 簡介 最近幾年,家用機(jī)器人,像愛寶、倫巴,已經(jīng)走出實 驗室進(jìn)入人們的生活。 娛樂 AIBO 機(jī)器狗 家務(wù) Roomba 簡略的自動清掃 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 簡介 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 SONY AIBO 機(jī)器狗“足球”比賽 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 簡介 建

4、模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 簡介 問題提出 娛樂:大多用戶不再滿足于機(jī)器人的娛樂功能 家務(wù):既然機(jī)器人通常不能夠獨立完成一些任務(wù),它 就需要求助于用戶來幫助它。 問題在于:即使掃地這項簡單任務(wù),機(jī)器人不能移走較重的障礙物,就 不能夠清掃它們下面的地面,機(jī)器人就要求助于用戶搬走障礙物。機(jī)器 人通常不能夠完全獨立完成的一些任務(wù)。 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 簡介 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 SE2PM規(guī)則下規(guī)則下 設(shè)計的機(jī)器人設(shè)計的機(jī)器人 樂高機(jī)器人裝備的樂高機(jī)器人裝備的 擁有外觀的擁有外觀的 一個簡單機(jī)器人

5、一個簡單機(jī)器人 設(shè)定的蜂鳴聲設(shè)定的蜂鳴聲 在本文中,我們提出 一項用來設(shè)計取決于外 觀的機(jī)器人的思維表達(dá) 規(guī)則,稱為“SE2PM:原 始思維的簡單表達(dá)”。 那就意味著設(shè)計師 應(yīng)該設(shè)計具有簡單外觀 的簡單信息用于表達(dá)原 始機(jī)器人的思維。實際 上,我們使用這個 SE2PM規(guī)則來表達(dá)一個 機(jī)器人的初級思維,如 右圖所示。 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 簡介 前人的研究成果:前人的研究成果: 小野和今井開發(fā)了交互式機(jī)器人,當(dāng)遇到了障礙物阻擋了去路時它可以表示 出沮喪的神情。 莫里在機(jī)器人神秘領(lǐng)域里開辟了一個外表和運動之間的關(guān)系。 達(dá)菲對機(jī)器人的擬人化也很有見解,并且他指出在擬人化和機(jī)器人之間

6、的關(guān)系 也提出了大量重要問題。 松本等人提出了“最小設(shè)計”交互式因子,他們應(yīng)用最小設(shè)計原則開發(fā)了互 動式的機(jī)器人“Muu”和逼真的“Talking Eye”。 Reeves和Nass展示了他們的“Media Equation”研究成果,擬人化智能體或計 算機(jī)可能引起人類自然行為。 神田(神田(Kanda)等人通過系統(tǒng)的心理實驗,調(diào)查研究了,阿西莫()等人通過系統(tǒng)的心理實驗,調(diào)查研究了,阿西莫(ASIMO) 和和Robovie這兩個不同外觀的仿真機(jī)器人。結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)有明顯差異的是在諸這兩個不同外觀的仿真機(jī)器人。結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)有明顯差異的是在諸 如手臂移動、問候動作等非言語行為而不是在語言行為。但他

7、們并沒有提出如手臂移動、問候動作等非言語行為而不是在語言行為。但他們并沒有提出 明確的規(guī)則。明確的規(guī)則。 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 SE2PM:初級思維表達(dá)規(guī)則的設(shè)計 我們提出規(guī)則稱為“ SE2PM:Simple Expression to Primitive Mind” (原始思維的簡單表達(dá)) 機(jī)器人的外觀和所表達(dá)的信息之間,存在這項規(guī)則是基于以下實 驗性假說: 類人或類動物外觀的機(jī)器人表達(dá)復(fù)雜可愛的動作或行動對用戶更 為混亂,而且傳達(dá)初級思維并不是真正有效。 簡單而直觀的信息更易于理解,這樣用戶理解機(jī)器人的初級思維 更為高效。 如果這一支持SE

8、2PM的假說被證明是真實的,各種互動式機(jī)器人 都可以開發(fā),無需為這些機(jī)器人復(fù)雜和可愛的外觀增加大量預(yù)算。 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 SE2PM:初級思維表達(dá)規(guī)則的設(shè)計 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 上海大學(xué) 機(jī)電工程與自動化學(xué)院 具有蜂鳴器和移動機(jī)器人來實現(xiàn)具有蜂鳴器和移動機(jī)器人來實現(xiàn)SE2PM 該實現(xiàn)基于以下基礎(chǔ): 蜂鳴聲蜂鳴聲:小松(Komatsu)的研究表明,通過簡單的不同持續(xù)時間 和語調(diào)高低的蜂鳴聲,可以進(jìn)行表達(dá)不同的初級思維。他得出以下的 結(jié)果: 1)短促的下降語調(diào) “積極思維” 。 2)長時間的

9、上升語調(diào) “消極思維” 。 3)持續(xù)時間較長的平音 “中性思維”。 移動的機(jī)器人化外觀:移動的機(jī)器人化外觀:使用Mindstorms(頭腦風(fēng)暴)。 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 簡單直觀 易于理解 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 實驗實驗 三種對用戶初級但重要的原始思維:正面的、負(fù)面的以及中立 正面的思維正面的思維: 同意,例如:接受。 負(fù)面的思想負(fù)面的思想: 反對, 例如:驚訝,懷疑。 中立的思維:中立的思維:猶豫,例如:說不出話來。 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 A 概述 1) 三種思維 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 實驗實驗 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 實驗中使

10、用三種機(jī)器人: AIBO、Mindstorms、和 PC(從左至右) 2) 機(jī)器人的外觀: 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 實驗實驗 1 AIBO SONY公司的AIBO (愛寶ESR-7)是最著名的消費性寵物機(jī)器人。它有 著精細(xì)的動物外觀和行為。 2 Mindstorms LEGO cooperation的Mindstorms(頭腦風(fēng)暴) (Robotic Invention System 2.0)。有非常典型的機(jī)器外形。采用不同類型的積木塊可以自己確定 他們最喜歡的機(jī)器人的外觀。 3 PC 為了控制,我們使用一個普通PC(松下W2 CF-W2DW6AXR),在之前的 研究中是用來表

11、達(dá)蜂鳴聲的. 原因在于,相比于其他機(jī)器人(AIBO and Mindstorms)它根本不具備機(jī)器人外觀。 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 實驗實驗 3) 表達(dá)信息: AIBO的信息表達(dá): SONY準(zhǔn)備為用戶使用稱為AIBO entertainment player (AIBO娛樂播放器)的工 具軟件, 它大約有80個基本預(yù)設(shè)動作。 正面的思維: “Happy 1” (快樂的搖 擺尾巴); “Happy 3” (朝LED眨眼微笑)。 負(fù)面的思維: “Angry 1” (號叫動作) “Unhappy 1”(不開心的搖動尾巴) 中性的思維: “歪著頭”; “

12、很好奇” (平淡的搖尾巴疑惑地 看) 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 實驗實驗 Mindstorms(頭腦風(fēng)暴)和PC的信息 表達(dá): 正面的思維:兩種下降語調(diào)的蜂鳴聲 1 持續(xù)189ms,頻率值范圍在125HZ到0遞減 2 持續(xù)418ms,頻率值范圍在125HZ到0遞減 負(fù)面的思維: 兩種上升語調(diào)的蜂鳴聲 1 持續(xù)189ms,頻率值范圍在0 到125HZ遞增 2 持續(xù)819ms,頻率值范圍在0 到125HZ遞增 中性的思維:兩種平音(頻率無變化) 1 持續(xù)時間為639ms 2 持續(xù)時間為819ms 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 機(jī)器人簡單模仿人類初級表

13、情的建模 工程 實驗實驗 B.參與者參與者 參與者是18名日本大學(xué)生 男:12個 女:6個 所有參與者基本上都不熟悉AIBO、 Mindstorms以及其他機(jī)器人。 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 (平均年齡為21.2歲) 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 實驗實驗 C.實驗步驟實驗步驟 步驟一: 向參與者說明任務(wù) 本實驗的目的是通過一份調(diào)查問卷評估這 三種機(jī)器人。確切地說,這些機(jī)器人表示特 定信息,包括三種初級思維(正面、負(fù)面以及 中性的),你的任務(wù)是在本實驗來回答“機(jī)器 人表達(dá)的是那種思維”,并且在調(diào)查問卷中 告訴我們你對三種機(jī)器人的印象。 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 機(jī)器人簡單

14、模仿人類初級表情的建模 工程 實驗實驗 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 實驗裝置圖 步驟二: 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 實驗實驗 問題1:你理解了機(jī)器人的思維嗎? 問題2:表達(dá)的信息容易理解嗎? 問題3:你喜歡它的這種傳達(dá)信息的方式 嗎? 問題4:你認(rèn)為這個機(jī)器人能成為我們?nèi)?常生活的一部分嗎? 問題5:你覺得這個機(jī)器人有感情嗎? 問題6:你認(rèn)為你能有效地和這種機(jī)器人 溝通嗎? 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 實驗實驗 依次重復(fù)輪回實驗 在完成一個機(jī)器人的18次試驗后,參與者要 求對機(jī)器人的印象填寫一份問卷調(diào)查。這 些問題列在上頁的表中。填

15、好這份問卷后, 將對下一個機(jī)器人進(jìn)行另外18個試驗,然后 再進(jìn)行最后一個。因此,所有的參與者都和 所有三個機(jī)器人進(jìn)行接觸。 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 步驟三: 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 V結(jié)果結(jié)果 A參與者能夠準(zhǔn)確理解機(jī)器人的思維嗎? 18個試驗中,參與者就得到了如下正確回 答問題平均分值: AIBO 8.50,Mindstorms 14.33, PC 13.78。 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 V結(jié)果結(jié)果 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 在AIBO和Mindstorms以及AIBO 和 PC之間存在著顯 著性差異 。雖然Minds

16、torms比PC具有較高次數(shù)的 正確答案,但并沒有顯著性差異。 與AIBO相比,Mindstorms或PC傳達(dá)給參與者它的 思維是一種更有效的方法。 我們的SE2PM假設(shè)在進(jìn)一步在實驗科學(xué)分析中依 然成立,這些結(jié)果將可能對傳統(tǒng)的設(shè)計規(guī)則有重 大影響,傳統(tǒng)規(guī)則更傾向于使機(jī)器人的外觀類似 于人或?qū)櫸铩?機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 V結(jié)果結(jié)果 B.機(jī)器人的主觀印象 通過調(diào)查問卷,我們使用方差分析得到的 結(jié)果,用6個李克特量表進(jìn)行表示。在該圖 表中,可見對于每個問題在評價每一個不 同機(jī)器人的平均分?jǐn)?shù)。AIBO具有最高的評 價,而PC最低。 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 方差分析的結(jié)果確定

17、了在三種機(jī)器人之間存在4個不同的關(guān)系。 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 V結(jié)果結(jié)果 1)關(guān)系關(guān)系A(chǔ): AIBO收到最高的綜合評價 這種關(guān)系在“問題3:你喜歡機(jī)器人的這種 傳達(dá)信息的方式嗎?”以及“問題4:您認(rèn)為 這個機(jī)器人能成為我們?nèi)粘I畹囊徊糠?嗎?”兩個中得到。 具體來講, 在AIBO和Mindstorms以及AIBO 和 PC之間存在著顯著性差異。 這些結(jié)果來源于AIBO已是眾所周知的一種 娛樂目的的復(fù)雜的機(jī)器人這一事實。 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 V結(jié)果結(jié)果 2)關(guān)系)關(guān)系B: 和PC相比AIBO得到的更高的評 價 這個關(guān)系可以在

18、“問題1:你理解了機(jī)器人 的思維嗎?”中看到。 PC回應(yīng)的答對問題的平均數(shù)量明顯高于 AIBO,同樣Mindstorms也是高出AIBO很多。 因此,在實際功能的有效性(告知參與者 傳達(dá)機(jī)器人的思維)和參與者對機(jī)器人的 印象之間有一個巨大差距。 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 V結(jié)果結(jié)果 3)關(guān)系關(guān)系C: 測試優(yōu)異成績排序為AIBO Mindstorms PC 這個關(guān)系可以在問題5“你覺得這個機(jī)器人 有感情嗎?”和問題6“你認(rèn)為你能有效地和這 種機(jī)器人溝通嗎?”中看到。 具體來講,在三種機(jī)器人之間有明顯不同: 測試優(yōu)異成績排序為AIBO Mindstorms PC。 這里就像在關(guān)系A(chǔ)中AIBO得到最高的評價。 而且Mindstorms得到了一個比PC更高的分?jǐn)?shù)。 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 V結(jié)果結(jié)果 4)關(guān)系關(guān)系D: 三個機(jī)器人區(qū)別不是很明顯 這個關(guān)系可以在問題2:“這種表達(dá)信息容 易理解嗎?”中看到。 在這里,雖然AIBO得到更高的評價,在AIBO 和Mindstorms兩種機(jī)器人中并沒有顯著性差 異。 建模與仿真 文獻(xiàn)閱讀課講解課件 機(jī)器人簡單模仿人類初級表情的建模 工程 VI.討論 A:SE2PM

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論