Het Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) en de Hochschule der Medien (HdM), beide in Stuttgart, testen een nieuwe gebruikersinterface voor de servicerobots in het kader van een EU-project voor een onafhankelijk leven op leeftijd met robot assistentie. De bedoeling is dat ouderen en hulpbehoevenden langer zelfstandig kunnen blijven wonen.
Gedeeltelijk autonome servicerobots, die worden bewaakt en aangestuurd door professionele hulpverleners in een extern call-centrum, zouden in de naaste toekomst oudere en hulpbehoevende mensen effectief kunnen ondersteunen in de huishouding en zo langer een zelfstandig leven in hun vertrouwde omgeving mogelijk maken.
Driedimensionale waarneming van de omgeving is daarbij een sleutel voor eenvoudige en intuïtieve bediening van dergelijke servicerobots door de externe hulpverlener. Dat bleek tijdens een uitgebreide testserie bij Fraunhofer-IPA naar de bruikbaarheid in de praktijk van een nieuwe interface voor servicerobots in het kader van het project SRS – Multi-Role Shadow Robotic System for Independent Living.
Nabije toekomst
Een volledig autonome assistentierobot, die voor mensen complexe huishoudelijke werkzaamheden uitvoert en daarvoor zelfstandig voorwerpen oppakt en manipuleert, zal er in de nabije toekomst nog niet komen. Deze opgaven zijn te complex en het aantal mogelijke uitzonderingstoestanden is te groot om een 100% betrouwbare oplossing te bieden.
Wel realiseerbaar en realistisch zijn gedeeltelijk autonome oplossingen. Hierbij biedt de servicerobot, die is uitgerust met de juiste sensoren voor het waarnemen van de omgeving, voor oudere mensen ondersteuning. Een tele-operator kan van buitenaf ingrijpen als de robot een moeilijke situatie niet meer zelf kan oplossen.
In de eerste fase kan het ook een familielid zijn, die via de communicatie-interface van de assistentierobot wordt ingeschakeld om bijvoorbeeld verplaatste voorwerpen te zoeken. Bij nog complexere problemen kan een professionele hulpverlener uit een extern service center ingrijpen om de situatie zelf op te lossen, doordat hij de arm van de robot op afstand bestuurd om zo een voorwerp veilig te pakken.
Testtraject
57 testpersonen in de leeftijd van 25-48 jaar hebben de gebruikersinterface voor call center medewerkers getest. Ze waren geen van alle robotspecialist, maar uitgezocht op leeftijd en kwalificatie, zodat ze voldeden aan het verwachte beroepsprofiel om bruikbare resultaten te bereiken.
Het Fraunhofer-IPA en de onderzoekers van HdM hadden een realistisch scenario opgebouwd, waarbij de betrokkenen de te bewaken ruimte vooraf niet hadden gezien en ook niet live konden bekijken. Met behulp van een 3D-bril en geschikte invoerapparatuur zoals een ‘6D-muis’ moesten verschillende navigatie- en manipulatie-opdrachten worden opgelost, zoals het uitwijken voor hindernissen in de ruimte of het pakken van huishoudelijke voorwerpen.
De resultaten van de testperiode dienen voor het verder ontwikkelen binnen het EU-project SRS, waaraan behalve het Fraunhofer IPA, de Hochschule der Medien Stuttgart en de Technische Universiteit Brno (Tsjechië) nog negen andere wetenschappelijke projectpartners uit Europese landen deelnemen.
Met de geteste gebruikersinterface navigeren de betrokkenen in gesimuleerde call-centers met de servicerobots snel en veilig. De opdrachten worden snel uitgevoerd, botsingen werden vermeden en de proefpersonen durfden meer dan met de gebruikelijke oplossingen zonder 3D beeld van de omgeving.
2D of 3D
Bij de navigatietesten werd niet alleen de tweedimensionale ten opzichte van de driedimensionale beelden geëvalueerd, maar ook de verschillende processen van de 3D waarneming van de omgeving en de geschiktheid voor de diverse opdrachten.
Weergave via een punten-of rasterkaart levert nauwkeurige situatiebeelden op, maar de root moet relatief grote hoeveelheden data verwerken. Daarentegen levert de 3D geometrische kaart, die objecten opneemt volgens geometrische vormen en sorteert op basisvormen, compacte en betrouwbare beelden met snelle overgangen. 2D-systemen, die alleen de plattegrond afbeelden, zijn gevoeliger voor fouten omdat ze veel hindernissen zoals uitstekende voorwerpen niet laten zien.
Manipulatieopdrachten van praktische en complexe taken, zoals het pakken van voorwerpen die scheef op elkaar liggen, konden dankzij het gebruik van een zelf ontwikkeld, innovatief beeldverwerkingsproces goed worden opgelost. Maar ook was duidelijk, dat de opdrachten met de 3D-gebruikersinterface snel en met weinig wisselingen van perspectief door de gebruiker konden worden uitgevoerd. Dat bleek uit deze eerste overzichten van de resultaten van de vergelijkende test met een 3D-model, dat eerst in verbinding stond met een normale monitor en als alternatief met een 3D-monitor en bril werd gebruikt.
