Design, Control, and Evaluation of a Human-Inspired Robotic Eye
Dokumentinformationen
| Autor | Simon Schulz |
| instructor | Dr.-Ing. habil. Sven Wachsmuth |
| Schule | Bielefeld University |
| Fachrichtung | Cognitive Interaction Technology |
| Dokumenttyp | thesis |
| Veröffentlichungsjahr | 2020 |
| Ort | Bielefeld |
| Sprache | English |
| Seitenanzahl | 241 |
| Format | |
| Größe | 18.22 MB |
- Robotics
- Human-Robot Interaction
- Artificial Intelligence
Zusammenfassung
I. Einleitung
Die Einleitung des Dokuments behandelt die grundlegenden Aspekte der Gestaltung, Steuerung und Bewertung eines menschenähnlichen Robotereis. Der Autor hebt die Bedeutung der Mensch-Roboter-Interaktion hervor, die zunehmend komplexer wird. Die Herausforderung besteht darin, dass Benutzer oft Schwierigkeiten haben, den internen Zustand des Systems oder dessen 'Absichten' zu erkennen. Ein sozialer Roboter, der die Merkmale und Bewegungsmuster des menschlichen Auges nachahmt, könnte diese Probleme lösen. Die Notwendigkeit, Hard- und Software zu entwickeln, die mit menschlichen Eigenschaften konkurrieren kann, wird betont. Der Autor zielt darauf ab, eine umfassende Lösung zu bieten, die die verschiedenen Aspekte der Robotik integriert. Die Arbeit stellt eine Reihe von Bausteinen vor, die zusammen eine vollständige Lösung für die Gestaltung, Steuerung und Bewertung eines menschenähnlichen Robotereis bilden.
1.1 Motivation
Die Motivation hinter dieser Forschung ist die Verbesserung der Interaktion zwischen Mensch und Maschine. Der Autor argumentiert, dass die Nachahmung menschlicher Merkmale in Robotern nicht nur die Benutzerfreundlichkeit erhöht, sondern auch die Akzeptanz solcher Technologien in der Gesellschaft fördert. Die Arbeit zielt darauf ab, die Kluft zwischen bestehenden Systemen und den menschlichen Fähigkeiten zu schließen. Die Entwicklung eines Roboters, der die Ästhetik und Funktionalität des menschlichen Auges nachahmt, wird als Schlüssel zur Verbesserung der Interaktion angesehen.
II. Analyse der menschlichen Augen
In diesem Abschnitt wird die Morphologie und die visuellen Eigenschaften des menschlichen Auges untersucht. Die Morphologie des Auges wird detailliert beschrieben, einschließlich der verschiedenen Teile und deren Funktionen. Die visuellen Eigenschaften werden analysiert, um zu verstehen, wie das menschliche Auge Informationen verarbeitet. Der Autor hebt hervor, dass die Nachahmung dieser Eigenschaften in Robotern entscheidend ist, um eine menschenähnliche Interaktion zu ermöglichen. Die Analyse der Kinematik und des oculomotorischen Bereichs zeigt, wie Bewegungsmuster des menschlichen Auges in Robotersysteme integriert werden können. Diese Erkenntnisse sind entscheidend für die Entwicklung von Robotern, die in der Lage sind, menschliche Bewegungen realistisch nachzuahmen.
2.1 Morphologie
Die Morphologie des menschlichen Auges umfasst verschiedene Strukturen, die zusammenarbeiten, um visuelle Informationen zu erfassen. Der Autor beschreibt die Rolle der Hornhaut, Linse und Netzhaut und deren Bedeutung für die Bildverarbeitung. Diese anatomischen Details sind für die Entwicklung eines Roboters von Bedeutung, der die Funktionalität des menschlichen Auges nachahmt. Die Erkenntnisse aus dieser Analyse sind entscheidend für die Gestaltung der Hardware und Software des Roboters.
III. Technische Anforderungen
Die technischen Anforderungen für die Entwicklung eines menschenähnlichen Robotereis werden in diesem Abschnitt behandelt. Der Autor identifiziert die Notwendigkeit eines ansprechenden Designs, das sowohl ästhetisch ansprechend als auch funktional ist. Die Anforderungen an die Kamera und die Sensoren werden detailliert beschrieben, um sicherzustellen, dass der Roboter in der Lage ist, menschliche Bewegungen präzise zu erfassen und zu reproduzieren. Die Diskussion über die technischen Anforderungen hebt die Herausforderungen hervor, die bei der Integration dieser Technologien in ein kohärentes System auftreten. Die Analyse der Anforderungen ist entscheidend für die erfolgreiche Umsetzung des Projekts.
3.1 Ansprechendes Design
Ein ansprechendes Design ist für die Akzeptanz eines Roboters von entscheidender Bedeutung. Der Autor diskutiert, wie ästhetische Überlegungen in die technische Gestaltung integriert werden können. Die Balance zwischen Funktionalität und visueller Anziehungskraft wird als Schlüssel zur Schaffung eines erfolgreichen Roboters hervorgehoben. Die Bedeutung des Designs erstreckt sich über die technische Funktionalität hinaus und beeinflusst die Benutzererfahrung erheblich.
Dokumentreferenz
- Design, Control, and Evaluation of a Human-Inspired Robotic Eye (Simon Schulz)
- Human-Robot Interaction
- Oculomotor Range
- Motion Capture
- Mechanical Design