A Review on Robot Motion Legibility for Human-Robot Interaction

Sukyeong Kim,Woojin Park 대한인간공학회 2017 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.11

Objective: The purpose of this study was to critically review and synthesize existing studies on robot motion legibility and suggest future directions for human factors research on human-robot interaction (HRI). Three questions were considered: ‘Why is the robot’s legibility important to humans?’, ‘What robot expressions improve robot’s legibility?’, and ‘How does the legibility of robots affect human performance and well-being?’. Background: As robots are quickly becoming an intrinsic part of our daily lives, the demand for technology necessary for the human-robot coexistence beings is increasing. The robot’s legibility is being increasingly recognized as an important design factor for creating human friendly robots. Method: This study critically reviewed and synthesized 30 research articles on the legibility of robot motions. Major findings and limitations of past research studies were examined and suggestions on future human factors research directions were provided. Results: From the psychology point of view, the robot’s legibility has fundamental significance concerning HRI as it is related to the basic human tendency of predicting the goal of a system from its observed behaviors. Also, designing legible robot motions can be understood as creating robot behaviors compatible with human mental models. Many studies have attempted to create highly legible behaviors through approaches, such as imitating human behaviors, considering human abilities, meeting human preferences, and using additional motion cues. Design factors such as actor characteristics, motion trajectory and velocity, were found to affect the legibility of robot. Legible robot motions were found to not only improve the task performance of the whole human-robot collaboration system but also enhance the perceived safety, comfort, trust and positive affect of robots. Conclusion: Although the robot motion legibility is an important human factors research topic concerning HRI, there are currently many research voids that require extensive future research. Application: The current literature review provides an understanding of the recent research trends on the legibility of robot motions and would help human factors researchers define future HRI research problems.

인간의 로보티즘과 로봇의 휴머니즘 스토리텔링 연구

강승묵(Seung Mook Kang) 한국애니메이션학회 2014 애니메이션연구 Vol.10 No.2

인간과 로봇은 다르다? 인간이나 로봇이나 다를 바 없다? 인간의 휴머니즘과 로봇의 로보티즘은 상호대체될 수 없는 본질적인 것이다? 이 연구는 이와 같은 일련의 단정적 논지를 바탕으로 인간이 로보티즘에 종속되고 로봇이 휴머니즘을 희구하며 형성되는 인간과 로봇의 관계를 인간의 로보티즘와 로봇의 휴머니즘이라는 역설로 접근하고자 했다. 이를 위해 인간과 로봇이 등장한 극영화인 <로봇 앤 프랭크>의 스토리텔링 방식을 분석했다. 연구결과에 의하면, 전체 13개의 신으로 구조화되어 있는 이 영화의 스토리텔링은 첫째, 인간이 기술에의 욕망에 집착하고 로봇을 ‘우리’라고 명명하는 이야기하기를 통해 인간과 로봇(기계)의 정체성에 혼동을 야기하고 있었다. 인간의 휴머니즘은 객체화되고 로봇의 로보티즘은 주체화되고 있는 것이다. 둘째, 사건이 발생하는 공간의 병치와 병렬을 통한 이중 구조가 인간과 로봇의 관계를 교차시키며 관객의 공감각을 통합시키고 있었다. 셋째, 인간과 로봇, 휴머니즘과 로보티즘의 구별 짓기는 불가피한 것이지만 영화적 시공간에서는 극복될 수 있다는 이야기하기의 전형이 반복되고 있었다. 이를 통해 로봇과 인간, 로보티즘과 휴머니즘이 상호대체 가능하며, 인간의 로보티즘과 로봇의 휴머니즘의 붕괴된 경계도 봉합될 수 있다고 이야기하고 있었다. 이 연구는 한 편의 영화만을 대상으로 사례분석을 했다는 점에서 명백히 한계를 가지고 있지만 휴머니즘의 붕괴와 로보티즘의 지배, 인간과 비인간, 휴머니즘과 반 휴머니즘에 대한 성찰을 촉구했다는 점에 연구의의를 두고 있다. Is it different human and robot? Is it same thing between the two? Is it essential the humanism of human being and the robotism of robots? This study has approached a paradox of humane robotism and robots humanism and attempted to inquire the relations between human and robot, robotism and humanism of storytelling ways of narrative film. According to the research findings, first af all, the storytelling of 〈Robot and Frank〉 denominates as ‘we’ human and robot. The reasons are that human sticks to the desire for technology and brings on the confusion of human and robot identity. Secondly, dual structure of spatial juxtaposition unifies the theatergoer’s space sense through the crossed storytelling. Thirdly, a stereotype of storytelling is recurred that the distinction of human and robot, humanism and robotism is inevitable and surmountable in the filmic time-space. Through this, this film storied the oppositional relation between human and machine, humanism and robotism is interchangeable and the collapse of the border line between the robotism of human and humanism of robot is able to suture. This study has the research limit of textual-oriented analysis. Nonetheless, it can be argued that this study calls for an reflection about the breaking of humanism, the dominant robotism, and the relation between humanism and anti- humanism.

The Impact of Robot Appearance Types and Robot Behavior Types on People's Perception of a Robot

Choi, Jung Ju(최정주),Kwak, Sonya S(곽소나) 한국디지털디자인협의회 2014 디지털디자인학연구 Vol.14 No.3

로봇의 외형과 행동은 인간형과 제품형, 두 가지 유형으로 분류될 수 있다. 인간형 로봇은 인간의 외형과 행동을 닮은 유형이며, 제품형 로봇은 기존 제품과 유사한 형태를 지닌 유형으로써, 제품의 기능을 극대화시켜주는 유형이다. 본 연구에서는 인간형 로봇과 제품형 로봇에 대해 비교하고, 로봇의 유형이 사람이 인식하는 로봇의 사회적 실재감, 사회성과 서비스 만족도에 미치는 영향에 대해 알아보고자 한다. 이 실험은 로봇의 외형유형 (인간형 vs. 제품형)과 행동유형 (인간형 vs. 제품형)에 따른 사용자의 로봇 인상평가에 대한 2X2 피험자 내 실험을 실시하였다. 실험 결과, 피험자는 인간형 외형을 지닌 로봇에 제품형 외형을 지닌 로봇보다 더 많은 사회적 실재감과 사회성을 느끼는 반면, 제품형 외형을 지닌 로봇이 제공하는 서비스에 인간형 외형을 지닌 로봇이 제공하는 서비스보다 더 만족하였다. 로봇의 행동유형에서도 동일한 결과가 나타났다. 또한, 인간형 행동을 지닌 로봇의 경우, 제품형 외형이 인간형 외형보다 더 많은 사회적 실재감과 사회성을 지닌다고 평가되는 반면, 제품형 행동을 지닌 로봇의 경우, 인간형 외형이 제품형 외형보다 더 많은 사회적 실재감과 사회성을 지닌다고 평가되었다. Robot"s appearance types and behavior types could be classified into two types: human-oriented and product-oriented. Human-oriented robot resembles human"s appearance and behavior whereas product-oriented robot maximizes the robot"s dedicated functions. In this study, we compared human-oriented and product-oriented robots, and investigated the impact of two robot appearance types and two robot behavior types on perceived social presence, sociability, and service evaluation of a robot. We executed a 2 (robot appearance types: human-oriented vs. product-oriented) x 2 (robot behavior types: human-oriented vs. product-oriented) within-participants experiment design (N=24). Participants perceived more social presence and sociability to a robot with human-oriented appearance than that with product-oriented appearance whereas they were more satisfied with service provided by a robot with product-oriented appearance than that with human-oriented appearance. The same results were revealed for robot behavior types. Moreover, in the case of a robot with human-oriented behavior, people perceived product-oriented appearance as having more social presence and sociability than human-oriented appearance while in the case of a robot with product-oriented behavior, they evaluated human-oriented appearance more positively than product-oriented appearance. Implications for the design of human-robot interaction are discussed.

Are you a Machine or Human?: 소셜 로봇의 인간 유사성과 소비자 해석수준이 의인화에 미치는 영향

이준식(Junsik Lee),박도형(Do-Hyung Park) 한국지능정보시스템학회 2021 지능정보연구 Vol.27 No.1

최근 인간과 사회적으로 상호작용할 수 있는 소셜 로봇(Social Robot)에 대한 관심이 커지고 있다. ICT 기술 발전에 힘입어 소셜 로봇이 개인에게 맞춤형 서비스와 정서적 교감을 제공하기 쉬워졌으며, 현대의 사회문제들과 이로 인한 개인의 삶의 질 저하를 해소하기 위한 수단으로 소셜 로봇의 역할이 주목받고 있다. 소셜 로봇에 대한 관심에 힘입어 소셜 로봇보급 또한 크게 늘고 있다. 많은 기업이 다양한 목표시장을 겨냥하기 위한 로봇 제품들을 시장에 선보이고 있으나, 현재까지 시장을 선도하는 명확한 흐름은 부재하다. 이에 따라 소셜 로봇의 디자인을 통해 로봇을 차별화하고자 하는 시도가 늘고 있다. 특히 의인화는 소셜 로봇 디자인에서 중요하게 연구되고 있으며, 소셜 로봇을 의인화하여 긍정적인 효과를 발현하려는 접근이 많이 시도되었다. 그러나 소셜 로봇에 대한 의인화가 형성되는 메커니즘을 체계적으로 설명하는 연구는 부족하다. 의인화에 대한 모호한 이해는 소셜 로봇의 의인화를 형성하기 위한 디자인 최적점의 도출을 어렵게 하고 있다. 본 연구는 소셜 로봇의 의인화가 형성되는 메커니즘을 검증하는 것을 목적으로 한다. 본 연구는 3×2 Mixed Design의 실험 연구를 통해 소셜 로봇의 인간 유사성(Human-likeness)과 개인의 해석수준(Construal Level)이 의인화 형성에 미치는 영향을 확인하였다. 의인화가 형성되는 메커니즘에 대한 6개의 연구 가설을 제시하고, 206명 표본의 데이터를 분석하여 가설을 검증하였다. 분석 결과 소셜 로봇의 인간 유사성 수준에 따라 로봇 의인화 수준이 높아지며, 소비자 해석수준에 따라 인간 유사성이 의인화에 미치는 영향이 다르게 나타남을 확인하였다. 본 연구는 소셜 로봇의 디자인 속성인 인간 유사성과 개인의 사고방식인 해석수준을 함께 고려하여 의인화가 형성되는 메커니즘을 설명하였다는 점에서 시사점이 있다. 본 연구의 결과를 소셜 로봇 의인화 형성을 위한 디자인 최적화의 기준으로 활용할 수 있을 것으로 기대한다. Recently, interest in social robots that can socially interact with humans is increasing. Thanks to the development of ICT technology, social robots have become easier to provide personalized services and emotional connection to individuals, and the role of social robots is drawing attention as a means to solve modern social problems and the resulting decline in the quality of individual lives. Along with the interest in social robots, the spread of social robots is also increasing significantly. Many companies are introducing robot products to the market to target various target markets, but so far there is no clear trend leading the market. Accordingly, there are more and more attempts to differentiate robots through the design of social robots. In particular, anthropomorphism has been studied importantly in social robot design, and many approaches have been attempted to anthropomorphize social robots to produce positive effects. However, there is a lack of research that systematically describes the mechanism by which anthropomorphism for social robots is formed. Most of the existing studies have focused on verifying the positive effects of the anthropomorphism of social robots on consumers. In addition, the formation of anthropomorphism of social robots may vary depending on the individual"s motivation or temperament, but there are not many studies examining this. A vague understanding of anthropomorphism makes it difficult to derive design optimal points for shaping the anthropomorphism of social robots. The purpose of this study is to verify the mechanism by which the anthropomorphism of social robots is formed. This study confirmed the effect of the human-likeness of social robots(Within-subjects) and the construal level of consumers(Between-subjects) on the formation of anthropomorphism through an experimental study of 3×2 mixed design. Research hypotheses on the mechanism by which anthropomorphism is formed were presented, and the hypotheses were verified by analyzing data from a sample of 206 people. The first hypothesis in this study is that the higher the human-likeness of the robot, the higher the level of anthropomorphism for the robot. Hypothesis 1 was supported by a one-way repeated measures ANOVA and a post hoc test. The second hypothesis in this study is that depending on the construal level of consumers, the effect of human-likeness on the level of anthropomorphism will be different. First, this study predicts that the difference in the level of anthropomorphism as human-likeness increases will be greater under high construal condition than under low construal condition.Second, If the robot has no human-likeness, there will be no difference in the level of anthropomorphism according to the construal level. Thirdly,If the robot has low human-likeness, the low construal level condition will make the robot more anthropomorphic than the high construal level condition. Finally, If the robot has high human-likeness, the high construal levelcondition will make the robot more anthropomorphic than the low construal level condition. We performed two-way repeated measures ANOVA to test these hypotheses, and confirmed that the interaction effect of human-likeness and construal level was significant. Further analysis to specifically confirm interaction effect has also provided results in support of our hypotheses. The analysis shows that the human-likeness of the robot increases the level of anthropomorphism of social robots, and the effect of human-likeness on anthropomorphism varies depending on the construal level of consumers. This study has implications in that it explains the mechanism by which anthropomorphism is formed by considering the human-likeness, which is the design attribute of social robots, and the construal level of consumers, which is the way of thinking of individuals. We expect to use the findings of this study as the basis for design optimization for the formation of anthropomorphism in social robot

가족 서사로 완성된 인간과 로봇의 연대 ― 중국 드라마 ≪안녕, 안이(你好,安怡)≫를 중심으로

김윤수 고려대학교 중국학연구소 2023 中國學論叢 Vol.- No.79

As a drama that dramatized a drama Humans produced in the UK, the recent work Hello, Anyi(2021) among Chinese dramas with AI robot as the main character, describes the process in which an AI robot with self-consciousness goes through conflicts with humans and eventually harmonizes with them in the end. The drama Hello, Anyi not only shows various aspects that could occur when an AI robot enters human life, but also explores how both human and AI robot who has secured a voluntary will could coexist together. When the AI that exceeds human appears, it is tough to accurately predict if it would lead mankind to utopia or dystopia. Especially, the being of robot that cannot be distinguished from human must be an object of fear and anxiety to human. The drama Humans develops its story by focusing on the presentation of many confusing situations that could occur when a robot with self-consciousness appears. In other words, by elaborately showing the changes caused by the coexistence between human and robot with the background of daily life, it makes viewers think and explore how human and machine can coexist. On the other hand, the drama Hello, Anyi presents many chaoses and conflicts occurred in the society where human and robot coexist, but also focuses more on the removal of anxiety through family narrative based on love for family. Even though the early part of this drama presents the situation in which the existence of robot threatens human, it eventually removes the anxiety through family narrative based on love for family by accepting the AI robot as a family member in the end. And the robots refuse the world and method dominated by the scientist who is the subject of Oedipiean suppression of discriminating against machine, and then build up a society where human and robot are equally treated by forming family community based on brotherhood. Like this, it is composed of a story about overcoming many chaoses and conflicts that could occur in the society together with human and robot through family community based on love for family. This fantasy-like story in which a broken family can be restored through robot, and both human and robot can have a close relationship just like family, resolves the fear and anxiety about the future society brought by AI robot.

Master-Slave Inter-relative Model for Human Assistance Robot

Tao Zhang,Masatoshi Nakamura 한국과학기술원 인간친화 복지 로봇 시스템 연구센터 2003 International Journal of Assistive Robotics and Me Vol.4 No.3

This paper presents a new master-slave inter-relative model (MSIRM) for human assistance robots. This model is composed of inter-relative kinematics and master-slave dynamics. The inter-relative kinematics is defined according to the spatial relation between the human assistance robot and the human body. The master-slave dynamics is defined by assuming the human body as an external load on the human assistance robot. By this modeling method, a 5-DOF meal assistance robot was modeled. With the simulation and the experimental work for the meal assistance robot, the appropriateness and effectiveness of this model were verified. With this model, the complex kinematics and dynamics of the human assistance robot can be made simple. Moreover, the features of the human assistance robot can be expressed according to the relation between the human assistance robot and the human body. And, the influence of the human body upon the human assistance robot can be analyzed. With this model, it is also possible that the controller of the human assistance robot be properly constructed.

로봇의 신뢰회복 행동이 인간-로봇 상호작용에 미치는 영향

맹호영,김환이,박재은,Sowon Hahn 한국인지과학회 2022 인지과학 Vol.33 No.4

This study aimed to confirm the effect of social and relational behavior types of robots on human cognition in human-robot interaction. In the experiment, the participants evaluated trust in robots by watching a video on the robot Nao interacting with a human, in which the robot made an error and then made an effort to restore trust. The trust recovery behavior was set as three conditions: an internal attribution in which the robot acknowledges and apologizes for an error, a condition in which the robot apologizes for an error but attributes it externally, and a non-action condition in which the robot denies the error itself and does not take any action for the error. As the result, in all three cases, the error was perceived as less serious when the robot apologized than when it did not, and the ability of the robot was also highly evaluated. These results provide evidence that human attitudes towards robots can respond sensitively depending on the robot's behavior and how they overcome errors, suggesting that human perception towards robots can change. In particular, the fact that robots are more trustworthy when they acknowledge and apologize for their own errors shows that robots can promote positive human-robot interactions through human-like social and polite behavior. 본 연구는 인간 로봇 상호작용에서 로봇의 사회적이고 관계적인 행동 유형이 인간의 인식에 끼치는 영향을 확인하고자 하였다. 이를 위한 실험에서는 연구 참여자들이 로봇 나오가 인간과 상호작용 하면서 로봇이 오류를 일으키고 신뢰회복을 위한 행동을 영상으로 시청한 후 로봇에 대한 신뢰를 평가하였다. 신뢰회복 행동은 로봇이 오류를 인정하고 사과하는 내부 귀인, 오류가 있었음을 사과하지만 외부로 귀인하는 조건, 오류 자체를 부인, 오류에 대해 아무런 사후 행동을 하지 않는 비 행동 조건으로 설정하였다. 이후 로봇에 대한 인간의 평가를 3가지 측면에서 분석하였다. 첫째, 로봇의 유능함과 정직성에 기반한 신뢰, 둘째 로봇에 대한 지각된 유능함과 정직성, 그리고 로봇의 오류로 인한 신뢰 위반에 대하여 오류의 심각성을 어떻게 지각하는지 탐색하였다. 실험의 결과는 3가지 모든 경우에서 로봇이 사과하지 않을 때보다 사과할 때 오류가 덜 심각하다고 지각하였으며 로봇에 대한 능력 또한 높이 평가하였다. 이러한 연구 결과는 로봇의 행동유형과 오류 극복 방법에 따라 로봇에 대한 인간의 태도가 민감하게 반응 할 수 있다는 근거를 제공하며 로봇에 대한 인간의 지각이 변할 수 있음을 시사한다. 특히 로봇이 스스로의 오류를 인정하고 사과하는 것이 더 신뢰를 높인다는 결과는 로봇이 인간처럼 사회적이고 매너있는 행동을 통해 긍정적인 인간 로봇 상호작용을 증진시킬 수 있음을 보여준다.

장소 맥락에 따른 로봇 얼굴 디자인에 대한 사용자 인식 차이 ‑ 공공장소와 사적장소를 중심으로

윤지선(Yoon, Jisun),류한영(Ryoo, Han Young),최지원(Choi, Jiwon),정승은(Chung, Seungeun) 인제대학교 디자인연구소 2021 Journal of Integrated Design Research (JIDR) Vol.20 No.1

연구배경 오늘날 로봇들은 인간의 감성적인 부분까지도 보살필 수 있는 존재로 주목받으며 다양한 서비스 분야에 적용되고 있다. 이러한 서비스 로봇들의 외형을 살펴보면 대부분 인간형 디자인을 적용하고 있으며, 공통적으로 얼굴이 있다는 특징을 지닌다. 로봇에게 있어 얼굴이 중요한 이유는 사용자들이 이들과 상호작용할 때 가장 먼저 마주하게 되는 부분이기 때문이며, 로봇에 대한 첫인상을 결정하는 데 가장 큰 영향을 미치기 때문이다. 또한 인간의 대면 상호작용에 있어 공공장소와 사적장소로 분류되는 장소 맥락은 상호작용의 결과에 주요한 영향을 미치는 요소라 할 수 있는데, 이러한 사실은 인간-로봇의 상호작용의 과정에도 동일하게 적용 가능한 사실로 판단된다. 연구방법 다양한 수준으로 나타나고 있는 인간형 로봇의 얼굴 디자인을 얼마나 인간적으로 느껴지는 지에 따라 분류하였으며, 그 분류를 활용하여 공공장소와 사적장소에서 수준별 로봇의 얼굴들이 호감도와 지각된 유용성에 대해 어떻게 다르게 인식되는지와 특정 수준의 로봇 얼굴 디자인에 대한 인식이 맥락에 따라 차이가 있는지 살펴보았다. 연구결과 수준별 분류 조사 결과 로봇의 얼굴 디자인을 인간적인 정도에 따라 5개의 수준으로 분류할 수 있었으며, 이에 대해 가장 추상적인 디자인부터 가장 인간적인 디자인까지를 수준1에서 수준5로 정의하였다. 장소 맥락에 따라 수준별 로봇의 얼굴에 대한 호감도 인식을 분석한 결과, 공공장소에서는 수준2, 수준4가 호감도가 높은 그룹으로 분류되었고, 사적장소에서는 수준1, 수준2, 수준4가 호감도가 높은 그룹으로 분류되었다. 수준1의 경우 장소 맥락에 따른 호감도의 차이가 통계적으로 유의미하게 나타났다. 장소 맥락에 따라 수준별 로봇의 얼굴에 대한 지각된 유용성 인식을 분석한 결과, 공공장소에서는 수준2, 수준4가 지각된 유용성이 높은 그룹으로 분류되었으며, 수준3과 수준4는 지각된 유용성이 중간인 그룹에도 포함되었다. 사적장소에서는 수준1, 수준2, 수준3, 수준4는 지각된 유용성이 높은 그룹으로 분류되었다. 하지만 로봇의 장소 맥락에 따른 지각된 유용성의 차이는 통계적으로 유의미하지 않았다. 결론 본 연구의 결과를 통해 사용자들은 로봇 얼굴의 인간적인 정도를 판단하는 데에 얼굴형보다 얼굴요소 개수에 영향을 받지만, 공공장소와 사적장소에서의 호감도나 지각된 유용성의 경우 얼굴 요소개수와 상관없이 인상을 좌우하는 얼굴형이나 얼굴 요소 간의 비례 등에 영향을 크게 받는 것을 확인할 수 있었다. 또한 사적장소에서는 공공장소에서와 달리 추상적인 로봇 얼굴 디자인이 거부감을 낮추는 요인으로 작용하여 호감도가 높은 것을 확인할 수 있었고, 지각된 유용성의 경우 장소 맥락에 따른 인식의 차이가 없음을 알 수 있었다. 이는 향후 로봇 얼굴을 디자인할 때 사용자가 로봇을 대면하게 되는 장소와 로봇 얼굴 인상에 대한 고려가 필요함을 시사한다. Background Today’s robot has been recognized as a being to care human emotion, and applied to various service fields. Most service robots have human-like design and a human face in common. Designing a face for a robot is important in human-robot interaction because user faces its face at first, and it has the greatest effect on determining the first impression. Furthermore, the context of a place which can be classified as public and private is a major factor for the outcome of the human’s face-to-face interaction, and this seems to be equally applicable to the process of human-robot interaction. Methods This research categorized human-type robot face designs into various levels of similarity with human face, and explored how robot faces are perceived differently for likeability and perceived usefulness in public place and private place and differences of users’ perception about different levels of robot faces depending on the context of places using levels of robot faces, which were derived from the categorizing research. Result In classification research, designs of robot faces were categorized into 5 different levels. The least human-like face design was defined as level-1, and the most human-like face design was defined as level-5. As a result of analyzing the likeability of the robot face according to the context of the place, level-2 and level-4 were classified as high group in public places, and level-1, level-2, and level-4 were classified as high group in private places, In the case of Level 1, the difference in likeability according to the context of the place was statistically significant. As a result of analyzing the perceived usefulness perception of the robot face according to the context of the place, level-2 and level-4 were classified into groups with high perceived usefulness in public places, and level-3 and level-4 were also included in middle group. In private places, level-1, level-2, level-3, and level-4 were classified as high group. However, the difference in perceived usefulness according to the context of the place of the robot face was not statistically significant. Conclusion Through the results of this study, users are influenced by the number of facial elements rather than the face shape in determining the humanity of the robot"s face. But in the case of likeability and perceived usefulness in public and private places, they are more influenced by the proportionality between facial elements. In addition, we find that in private places, unlike in public places, abstract robot face design serves as a factor in reducing repulsion. This suggests that it is necessary to consider the place where the user faces a robot when designing the robot face in the future.

Human-Robot Cooperative Control Based on pHRI (Physical Human-Robot Interaction) of Exoskeleton Robot for a Human Upper Extremity

이희돈,한창수,이병규,김완수,길명수,한정수 한국정밀공학회 2012 International Journal of Precision Engineering and Vol.13 No.6

This paper proposes a human-robot cooperative control of exoskeleton robot assisting muscle strength of a human upper extremity when lifting or transporting heavy objects. When a human wears a robot, the motions of the human and robot generate interaction, which is called HRI (Human-Robot Interaction). To generate reference motion from the interaction force, a pHRI model was developed using virtual mechanical impedance, and an experimental method to determine the impedance parameters of the pHRI model was proposed. The controller was developed in such a way that the desired motion will be controlled using dynamic model-based compensation. To verify the proposed control method, it was applied to an exoskeleton robot with 6-DOF for both arms. Motion-following-performance experiment and muscle-strengthassisting-effect experiment were conducted using this robot. Experimental results, the wearer of the exoskeleton robot can handle a small force was the heavy object.

인간 친화형 인공지능 로봇 디자인에 관한 연구

우강호 한국인더스트리얼디자인학회 2012 산업디자인학연구 Vol.6 No.4

The main purpose of this study is to find new visions and prospects in near future robot industry. many companies and countries world wide is aggressively investing in the robot industry as it hold many potentials of mew business opportunity. some companies robot vacuum cleaner as their profit model since it is the most easily approachable/useful robot we could find in our everyday life and from that they are expanding their business to educational robots Like so, in our near future various robot will be easily found in our lives and take great roll in our entertainment, education, even emotional aspects. especially in our elderly society, robots for silver generation will be extremely useful and further more be a solution to our many social problems In robot design feild, the design of robots with self preservation ability that could share emotions and communicate with humans will need to consider the interactive design aspects in more detail as robots that are being produced recently are already sharing and interacting with humanism the commercialized and mass production field Sony's AIBO, In the research fiedl Honda's ASIMO and in the Electronic's field Electrolux,LG, and Samsung is considered the game leader currently. Sony's Aibo is not exactly a great business model but the fact that it interacts with human plays a great symbolic roll and shown from the Aibo's case, in the human use robot field, interaction will be more important feature in the future. Robots up to now are considered as danger and deeply in side people have a fear for them. It may be because people are more familiar with vicious robots such as Terminator or robot's from the movie 'i-robot' as seen these robots are visualized as powerful robots that are program to destroy and hurt human and people tend to remember these aspects more than their useful good abilities. This may be a natural point, as robots are built to server better use for human, it is very important that we program, build and design robots to better serve and consider humans interactively. This study shows how human emotion related studies are taking part in various placers and how emotion engineering, emotion design and emotion product is being more spread in to our lives quickly and how it affects the Brand awareness. 본 연구의 목적은 지난 몇 년간 화두 되고 있는 근 미래 산업의 새로운 비전을 보여주고 있고 세계 각국의 나라들과 회사들은 새로운 성장의 동력과 신규 비즈니스로 경쟁적으로 로봇 분야에 투자를 하고 있고 일부 회사에서는 수익 모델로서 로봇을 활용하고 있는데 가정용 로봇으로서 활용이 가장 높은 분야가 청소 로봇이고 최근에는 기본 수준의 교육용 로봇으로 범위가 점점 넓어지고 있다. 이러하듯 근 미래에는 다양한 분야의 로봇들이 우리 주변에서 같이 생활 할 것이고 여기에는 Entertainment Robot, 교육용 로봇, 사람과의 감정을 교감하는 로봇 등이 큰 주류를 형성하게 될 것이다. 특히 고령화 사회에서의 Silver Generation용 로봇의 활용 가치가 매우 효용성 높고, 또한 사회적으로도 많은 부분에서 문제해결의 실마리를 줄 수 있을 것이다. 로봇 디자인 분야에서 자위성을 가진 인간과 대화하는 로봇은 상호간의 인터랙션을 고려한 디자인이 중요하며 이러한 로봇들의 출현 기에서는 점차 확대되고 중요한 요소가 될 것이다. 그리고 이제 갓 출시된 기본적인 개념의 로봇들이 초보 단계에서 로봇들이 인간들과 그 뜨거운 교감을 시작 하고 있다. 그 중에서도 상업화와 양산화 측면에서 소니의 aibo가 , 연구 부분에서는 일본의 혼다가 앞장서고 있고, 가전 시장에서는 Electronux, LG Electronics, Samsung 등의 청소 로봇이 앞서 나가며 그 중심에 있다고 할수 있다. 소니가 개발한 Aibo는 현재는 사업적 성과 측면에서 주춤하고있지만 사람 친화형 로봇 분야에서 상징적인 존재를 보여주고 있다. 이 소니의 Aibo가 잘 보여 주고 있지만 가정용 로봇에서 는 특히 사람과의 교감이 무엇보다 중요하며 이러한 측면에서 로봇 디자인에서 제일 중요한 요소로 자리 잡게 될 것이다. 현재까지의 로봇은 우리 주변에서 보여주는 막연한 불안감이 존재한다, 그 이유는 우리에게 보여주고 있는 로봇에 대한 긍정적적 측면 보다는 “터미네이터”, “아이로봇” 등에서 주는 부정적 이미지인 인류의 멸망이나 사람의 죽음 등 불안한 미래에 영향을 미치는 부분이 더 많이 기억되어 지기 때문이다. 어찌 보면 당연한 이야기겠지만 그래서 결국 인간을 위한 존재로서의 로봇이 그 시작의 기본에는 다분히 인간 중심적 사고에서 접근 한다면 사람과 로봇의 대화에서 인간에게 주는 편안함이나 어떻게 친근함을 줄 것인가를 배려하는 로봇 디자인이 서 아주 중요하다고 할 수 있다.