ר מרינה פרידין"ד

מרכז אוניברסיטאי אריאל

The Therapeutic and Educational Social Robotics Lab ( TESRL).

?מה זה רובוט

:מכני-מכשיר אלקטרו

ניתן לתכנות•

רב שימוש•

רגיש לסביבה•

היסטוריה של רובוטיקה

הומרוס

בית הקברות היהודי העתיק בפרג

Leonardo da Vinci1495 ) )בן אדם מכני

1950- 1960 רובוטים תעשייתיים

1970 2010

התפתחות של רובוטיקה

שנים

שימוש ברובוטים

סוגי רובוטים

רובוטים תעשייתיים רובוטים ניידים

דמוי אדם דמוי חיות ללא דימוי רובוטים ביתיים רובוטים רפואיים רובוטים לימודיים רובוטים צבאים רובוטים חברתיים

דיון על אתיקה ופילוסופיה ברובוטיקה

מודעות

הטעיה\רגשות

בטיחות

סמכות

...........

Isaac Asimov (1920 -1992) Born in Petrovichi, Russia

Grew up in Brooklyn, New York, from age 8

Earned B.S., M.S., and Ph.D. from Columbia University

Worked for many years as instructor in biochemistry at Boston

University, School of Medicine

Prolific writer of science fiction

1st 19 years: 100 books

Next 10 years: 100 more books

Next 5 years: 100 more books

Lifetime: Over 500 books

חוקי הרובוטיקה

חוק הראשון(Human safety:) ולא יאפשר על ידי מחדל , לא יפגע הרובוט בכל אדם שהוא

.שייגרם נזק לאדם, מצידו

חוק השני(Robots are slaves:) לבד , ידי בני אדם-ימלא רובוט אחר כל הוראה שתינתן לו על

מאותם המקרים שמילוי הוראה כזאת יעמוד בסתירה לחוק .הראשון

חוק השלישי(Robot survival:) על עוד שמירה עצמית זאת אינה , חייב רובוט לשמור על קיומו

.עומדת בסתירה לחוק הראשון או לחוק השני

מבנה הרובוט

לחוש

לתכנן

לבצע

קטגוריות

Control

Computer Science Electrical Engineering

Mechanical Engineering Neuroscience

Psychology Mechanics

Sensors

Motion Planning

Perception

מרכיבים

The Uncanny Valley Masahiro Mori (1970)

רובוטים חברתיים: מוטיבציה

רובוטים חברתיים Social learning and imitation

Gesture and natural language communication

Emotion

Recognition of interaction

partners

Benign social behavior

פלטפורמות רובוטיות

פלטפורמות רובוטיות

הקונספט

Kindergarten Assistive Robotics

The Therapeutic and Educational Social Robotics Lab ( TESRL).

ניסויים 30 -כ ילדים 100 -כ פרסומים מדעים 15 -כ

Hello children, Let’s stand up!

Stand up and clamp your hands

דוגמה

Hello Robot!

Catch

the ball

………

Children Personal Information

Task Definition Robot Activation

Look at me and do as I do

Emotional Status Voice Recognition

Attention This was quick! Give

a hug !

1, 2, 3, 4, 5

Count to five

I am first

Reaction Time Movement Time

Report Next Task

Good, try to bend your needs

I like playing with you. See you tomorrow, bye-bye

Equip

ment

Pers

onas

מבנה המערכת

Teacher Children

Children’s Parents

KAR

Movements Measurement

Equipment

Private cloud Workload and Data Distributions

Teacher Terminal

Equip

ment

Pers

onas

In

tera

ctio

ns

מבנה המערכת

Teacher Children

Children’s Parents

KAR

Movements Measurement

Equipment

Private cloud Workload and Data Distributions

Teacher Terminal

Child/Children - KAR

Interaction

Movement Data

Teacher–

Computer

Interaction

Staff - KAR Interaction

מודולים של מערכת

Low-level Perception • Kinect: Motion processing • Robot’s Video: High color saturation filters Skin-color filters Edge detection Disparity computation • Robot’s Sensors: Data filtering

Motor module • Visual-motor skills • Manipulation skills (reaching/ grasping) • Expressive skills (bodily/facial/vocalizations)

Attention module • Attention on a child with fastest/slowest reactions • Attention on a child defined by physiotherapist

Motivation module • Positive-negative reinforcement • Qualitive and quantative feedback • Empathy and mirroring effect

Behavior module • Behavior selection • Decomposition to the set of operations: body movements, operational vocabulary, sounds, emotional expressions

High-level Perception • Visual: Scene analysis and segmentation Face and eye detection Whole body labeling Subjects identification Gaze direction Emotional Recognition • Kinect: Extremities movement analysis • Sensory Data fusion

Adaptation module • Adjustment to the stage of motor learning • Mood and current success level • Personality matching: hyperactive/passive

Information analysis module • Subject’s motor behavior analysis • Subject’s cognitive behavior analysis • Monitoring of the level of interaction strength • Recognition of subjects attention state

Input • Robot: Sensors data, including Scene video • Kinect: Movement tracking • Physiotherapist: Settings

Personal and Anthropometric data Functional (pathological) restrictions Tasks difficulty Session scenario components

Safety module • Avoid children in robot’s working space

Database

Self-awareness module • Error detection/Success measuring

Locomotion, Falling, Manipulation • Robot localization

Personal Information Pathology characteristics: GMFCS, Altered side, Assistive device Motor functions : Time of sit-stand initiation, Symmetry of holding arms Child-Robot Interaction Measurements: Emotional status, Responsiveness Environment: Place, # participants

שלב הבאה

Kindergarten Assistive Robotics

The Therapeutic and Educational Social Robotics Lab ( TESRL).

התאמה אישית• פיענוח רגשות\הבעה• הבחון תנועה• אמפתיה• יישום הישגים עדכניים במדעי חינוך והתנהגות•