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Robots and automata are key elements of every vision and forecast of life in the near and distant future. However, robots and automata also have a long history, which reaches back into antiquity. Today most historians think that one of the key roles of robots and automata was to amaze or even terrify the audience: They were designed to express something mythical, magical, and not explainable. Moreover, the visions of robots and their envisioned fields of application reflect the different societies. Therefore, this short history of robotics and (especially) anthropomorphic automata aims to give an overview of several historical periods and their perspective on the topic. In a second step, this work aims to encourage readers to reflect on the recent discussion about fields of application as well as the role of robotics today and in the future.
In this article, we present a taxonomy in Robot-Assisted Training; a growing body of research in Human–Robot Interaction which focuses on how robotic agents and devices can be used to enhance user’s performance during a cognitive or physical training task. Robot-Assisted Training systems have been successfully deployed to enhance the effects of a training session in various contexts, i.e., rehabilitation systems, educational environments, vocational settings, etc. The proposed taxonomy suggests a set of categories and parameters that can be used to characterize such systems, considering the current research trends and needs for the design, development and evaluation of Robot-Assisted Training systems. To this end, we review recent works and applications in Robot-Assisted Training systems, as well as related taxonomies in Human–Robot Interaction. The goal is to identify and discuss open challenges, highlighting the different aspects of a Robot-Assisted Training system, considering both robot perception and behavior control.
Mit der vorliegenden Bachelorarbeit wird der Roboter mit dem Namen Pepper evaluiert und dokumentiert. Die Hochschule Offenburg besitzt einen dieser Roboter seit 2019 und will diesen in Forschungsprojekten und in Verbindung mit dem Labor Autonome Systeme einsetzen. Im Laufe dieser Arbeit werden die Sensoren und Aktuatoren auf ihre Genauigkeit, Beschaffenheit und Fehleranfälligkeit getestet. Neben dieser allgemeinen Evaluierung wird ermittelt, ob der Pepper mit Hilfe seiner Bewegungserfassung zur Aktivierung von Senioren geeignet ist. Im Weiteren wird eine Aufgabe für das Labor Autonome Systeme ausgearbeitet. Bei dieser Aufgabe sollen die Studenten der Hochschule, über die NAOqi API des Roboters, Anweisungen an den Pepper übermitteln, welche dieser anschließend selbstständig ausführt. Abschließend werden die gesammelten Evaluierungsergebnisse der Sensoren, Aktuatoren und Verwendungsmöglichkeiten innerhalb der Hochschule oder einem Pflegeheim veranschaulicht.
Novel approaches for the design of assistive technology controls propose the usage of eye tracking devices such as for smart wheelchairs and robotic arms. The advantages of artificial feedback, especially vibrotactile feedback, as opposed to their use in prostheses, have not been sufficiently explored. Vibrotactile feedback reduces the cognitive load on the visual and auditory channel. It provides tactile sensation, resulting in better use of assistive technologies. In this study the impact of vibration on the precision and accuracy of a head-worn eye tracking device is investigated. The presented system is suitable for further research in the field of artificial feedback. Vibration was perceivable for all participants, yet it does not produce any significant deviations in precision and accuracy.
Autonomous humanoid robots need high torque actuators to be able to walk and run. One problem in this context is the heat generated. In this paper we propose to use water evaporation to improve cooling of the motors. Simulations based on thermodynamic calculations as well as measurements on real actuators show that, under the assumption of the load of a soccer game, cooling can be considerably improved with relatively small amounts of water.
Due to the Covid-19 pandemic, the RoboCup WorldCup 2021 was held completely remotely. For this competition the Webots simulator (https://cyberbotics.com/) was used, so all teams needed to transfer their robot to the simulation. This paper describes our experiences during this process as well as a genetic learning approach to improve our walk engine to allow a more stable and faster movement in the simulation. Therefore we used a docker setup to scale easily. The resulting movement was one of the outstanding features that finally led to the championship title.
Seit 1997 finden jährlich Weltmeisterschaften im Roboterfußball statt. Dabei wird in verschiedenen Ligen teils mit echten, teils mit simulierten Robotern Fußball gespielt. In der small size league spielen fünf gegen fünf Roboter auf einem 5x4,5 m großen Feld. Die Steuerung der Roboter wird von einem externen Rechner übernommen, der seine Information von einer über dem Feld angebrachten Kamera erhält. In der middle size league spielen vier gegen vier Roboter auf einem 8x12 m großen Feld. Hier müssen im Unterschied zur small size league die Roboter vollständig autonom sein, d.h., alle Sensoren und auch die Entscheidungslogik muss auf dem Roboter selbst untergebracht sein. Dasselbe gilt für die four legged robot league, bei der jeweils vier Sony Aibo Roboter gegeneinander antreten (Abbildung 1.11-1), sowie für die Königsklasse, der humanoid league, bei der jeweils drei zweibeinige Roboter gegeneinander spielen. Daneben existieren zwei Simulationsligen: die seit 1997 existierende 2D simulation league, bei der elf gegen elf gespielt wird und die seit 2005 im Programm befindliche 3D simulation league, bei der im Gegensatz zur 2D league tatsächlich existierende zweibeinige Nao-Roboter simuliert werden. In dieser Liga hat sich erstmals eine Mannschaft der Hochschule Offenburg für die Weltmeisterschaft 2009 qualifiziert. Neben Fußballrobotern gibt es auch Ligen für Hausroboter (RoboCup@Home) und Rettungsroboter (RoboCup Rescue). Inzwischen ist die RoboCup WM mit der zugehörigen Konferenz zum größten Robotik-Event weltweit avanciert.
Seit 1997 finden jährlich Weltmeisterschaften im Roboterfußball statt. Das Ziel ist es dabei, bis 2050 eine Mannschaft aus Robotern zu stellen, die gegen den menschlichen Fußballweltmeister gewinnt. Dazu müssen die Roboter in der Lage sein, das Verhalten ihrer menschlichen Gegner einzuschätzen und ihre Entscheidungen vorauszuahnen. Während die gängigen Verfahren zur Entscheidungsfindung in unsicheren Umgebungen in der Regel auf rationalen Entscheidungen nach der Entscheidungstheorie basieren, zeigt sich, dass menschliches Entscheiden teilweise nicht dieser Rationalität folgt. Daniel Kahneman und Amos Tversky zeigten das in vielen Studien und entwickelten daraus die bekannte Prospect Theory für die Kahneman 2002 den Wirtschaftsnobelpreis erhielt. In diesem Artikel wird beschrieben, wie Extended Behavior Networks (EBNs) auf einfache Weise erweitert werden können, um menschliches Entscheidungsverhalten auch in Situationen reproduzieren zu können, die von der rationalen Entscheidungstheorie abweichen.
This work documents the rising acceptance of social robots for healthcare as well as their growing economic potential from 2017 to 2021. The comparison is based on two studies in the active assisted living (AAL) community. We first provide a brief overview of social robotics and a discussion of the economic potential of social health robots. We found that, despite the huge potential for robotic support in healthcare and domestic routines, social robots still lack the functionality to access that potential. At the same time, the study exemplifies a rise in acceptance: all health-related activities are more accepted in 2021 when in 2017, most of them with high statistical significance. When investigating the economic perspective, we found that persons are aware of the influence of cultural, spiritual, or religious beliefs. Most experts (57%), having a European background, expect the state or the government to be the key driver for establishing social robots in health and significantly prefer leasing or renting a social health robot to buying one. Nevertheless, we speculate that it might be a global financial elite which is first to adopt social robots.
Social robots are robots interacting with humans not only in collaborative settings, but also in personal settings like domestic services and healthcare. Some social robots simulate feelings (companions) while others just help lifting (assistants). However, they often incite both fascination and fear: what abilities should social robots have and what should remain exclusive to humans? We provide a historical background on the development of robots and related machines (1), discuss examples of social robots (2) and present an expert study on their desired future abilities and applications (3) conducted within the Forum of the European Active and Assisted Living Programme (AAL). The findings indicate that most technologies required for the social robots' emotion sensing are considered ready. For care robots, the experts approve health-related tasks like drawing blood while they prefer humans to do nursing tasks like washing. On a larger societal scale, the acceptance of social robots increases highly significantly with familiarity, making health robots and even military drones more acceptable than sex robots or child companion robots for childless couples. Accordingly, the acceptance of social robots seems to decrease with the level of face-to-face emotions involved.