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Intelligent Interactive Mobile Service and Assistence Systems

Duration: 1.9.2011 – 31.8.2014
Funding: Sächsische Aufbaubank (SAB), Europäische Sozialfonds (ESF)
Project collaborator: Dr.-Ing. Sven Hellbach
Dipl.-Inf. (FH) Marc Donner
Dipl.-Inf. (FH) Marian Himstedt
Dipl.-Inf. (FH) Richard Schmidt

Kurzbeschreibung

Hinsichtlich der praktischen Umsetzung der Projektergebnisse ist das Einsatzszenario "Roboterassistent in den Technischen Sammlungen Dresden" der zentrale Gegenstand des Projektes. In der ersten Einsatzphase ist vorgesehen, den Roboter als mobiles intelligentes Empfangssystem einzusetzen, das die Museumsbesucher begrüßt, auf Spezifika der aktuellen Ausstellungen hinweist und allgemeine Informationen zum Museum liefert. Daran soll sich die Integration des Roboters in verschiedene Spezialausstellungen des Hauses anschließen. So bietet ein solches System ideale Voraussetzungen für die Präsentation von Informationen zu den Exponaten und der Gesamtausstellung, die über die stationäre Exposition hinausgehen und jeweils bei Bedarf multimodal/multimedial dargestellt werden können.

Aus der geplanten Realisierung dieser Beispielanwendung für ein intelligentes, interaktives und mobiles Service- und Assistenzsystem leitet sich folgende Forschungsschwerpunkte ab:

  1. Heute bekannte Dialogsysteme für die Interaktion von nicht unterwiesenen Menschen mit technischem Gerät nutzen meist nur einen exklusiven Interaktionskanal, z.B. die Eingabe über einen Touchscreen und die Ausgabe als entsprechende grafische Darstellung auf diesem. Die Arbeiten der Nachwuchsforschergruppe verfolgen jedoch einen konsequent multimodalen Ansatz, um durch die Nutzung verschiedener Interaktionskanäle (Sehen, Hören/Sprechen, haptische Eingabe etc.) eine möglichst natürliche und intuitive Interaktion zu ermöglichen.
  2. Aus Punkt 1 unmittelbar ableitbar ist die Notwendigkeit neuartiger Dialogkonzepte, die in der Lage sind, diese unterschiedlichen Interaktionskanäle konsistent zu integrieren.
  3. Der konsequente Einsatz multimodaler Verfahren liefert die Voraussetzung, dass die im Projekt erreichten Lösungen und Konzepte die für Realwelt-Anwendungen notwendige Robustheit aufweisen. Im Kontext der Mensch-Roboter-Interaktion sind die bislang bekannten, publizierten Ansätze meist geprägt von der Anwendung einer Sensormodalität, wie Sprache, Vision oder entfernungsmessende Systeme (Laser, Sonar), was die Realwelttauglichkeit der einzelnen vorgeschlagenen Verfahren meist stark einschränkt.
  4. Der im Projekt verwendete Roboter verfügt zusätzlich über eine Time-Of-Flight-Kamera, die unmittelbar Tiefeninformation aus der durch den Roboter beobachteten Szenerie liefert. Diese Sensorik wird bislang erst ansatzweise im Bereich interaktiver mobiler Service- und Assistenzsysteme eingesetzt, bietet jedoch in Kombination mit Standardkameras exzellente Voraussetzungen, um die Robustheit der Umgebungserfassung durch den Roboter deutlich zu erhöhen. Die Integration dieser Sensorinformation in die durch die Nachwuchsforschergruppe entwickelten Algorithmen stellt damit weitgehend methodisches Neuland dar. Es ist davon auszugehen, dass die eingesetzte Zahl solcher Sensorsysteme in verschiedenen Anwendungsbereichen deutlich zunehmen wird.
  5. Gerade für die dem Menschen intuitiv zugänglichen visuellen und sprachlichen Interaktionsformen sind neue Methoden der Integration in Dialogkonzepte notwendig, da insbesondere die zwangsläufig auftretenden Unsicherheiten bei der Wahrnehmung durch das technische System in geeigneter Weise berücksichtigt und modelliert werden müssen.
  6. Ein wesentlicher Schwachpunkt der Forschung im Bereich Servicerobotik liegt in der nach wie vor unzureichenden Einbettung der Forschungsarbeiten in reale Anwendungsszenarien. Damit einher geht die Tatsache, dass eine Fülle von Labor-Untersuchungen mit dem Charakter eines „Proof-Of-Concept“ existiert, deren Realwelttauglichkeit jedoch nur schwer abschätzbar ist. Deshalb werden alle Arbeiten in der Nachwuchsforschergruppe unmittelbar in reale Einsatzszenarien eingebettet.

Roboter


Project's robot at Technischen Sammlungen Dresden

For this project mainly a SCITOS G5 is meant to serve as research platform located at Technische ^Sammlungen Dresden. The various developed approaches are meant to be implemented on this platform in a continuous way. These approaches can then be evaluated under real world conditions, and furthermore, can be further improved little by little. With that concept, the results of the junior research group reach a high level of generalization.

Aktualisiert: 06.11.2017  |  Autor: Sven Hellbach