Robotic platforms that can efficiently collaborate with humans in physical tasks constitute a major goal in robotics. However, many existing robotic platforms are either designed for social interaction or industrial object manipulation tasks. The design of collaborative robots seldom emphasizes both their social interaction and physical collaboration abilities. To bridge this gap, we present the novel semi-humanoid NICOL, the Neuro-Inspired COLlaborator. NICOL is a large, newly designed, scaled-up version of its well-evaluated predecessor, the Neuro-Inspired COmpanion (NICO). While we adopt NICO's head and facial expression display, we extend its manipulation abilities in terms of precision, object size and workspace size. To introduce and evaluate NICOL, we first develop and extend different neural and hybrid neuro-genetic visuomotor approaches initially developed for the NICO to the larger NICOL and its more complex kinematics. Furthermore, we present a novel neuro-genetic approach that improves the grasp accuracy of the NICOL to over 99%, outperforming the state-of-the-art IK solvers KDL, TRACK-IK and BIO-IK. Furthermore, we introduce the social interaction capabilities of NICOL, including the auditory and visual capabilities, but also the face and emotion generation capabilities. Overall, this article presents for the first time the humanoid robot NICOL and, thereby, with the neuro-genetic approaches, contributes to the integration of social robotics and neural visuomotor learning for humanoid robots.


翻译:能够高效与人协作完成物理任务的机器人平台是机器人领域的核心目标之一。然而,现有机器人平台的设计多侧重于社交交互或工业物体操作中的单一功能。协作型机器人的设计鲜少同时强调其社交交互与物理协作能力。为弥合这一鸿沟,我们提出了新型半人形机器人NICOL(神经启发式协作者)。作为经充分验证的前代机器人——神经启发式伙伴(NICO)——的升级放大版本,NICOL继承了NICO的头部与面部表情显示系统,但在操作精度、可操作物体尺寸及工作空间范围方面实现了能力扩展。为介绍并评估NICOL,我们首先将原本为NICO开发的多种神经及混合神经-基因视觉运动方法迁移至体型更大、运动学更复杂的NICOL平台。进一步地,我们提出了一种新型神经-基因方法,使NICOL的抓取成功率提升至99%以上,超越了业界领先的逆运动学求解器KDL、TRACK-IK和BIO-IK。此外,我们介绍了NICOL的社交交互能力,涵盖听觉与视觉感知功能,以及面部表情与情感生成机制。本文首次完整呈现了人形机器人NICOL及其神经-基因方法体系,为推动社交机器人与人形机器人神经视觉运动学习的融合做出了贡献。

0
下载
关闭预览

相关内容

IFIP TC13 Conference on Human-Computer Interaction是人机交互领域的研究者和实践者展示其工作的重要平台。多年来,这些会议吸引了来自几个国家和文化的研究人员。官网链接:http://interact2019.org/
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
LibRec 精选:推荐系统的常用数据集
LibRec智能推荐
17+阅读 · 2019年2月15日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
16篇论文入门manipulation研究
机器人学家
16+阅读 · 2017年6月6日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
1+阅读 · 2023年6月29日
An Overview on Machine Translation Evaluation
Arxiv
14+阅读 · 2022年2月22日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
10+阅读 · 6月15日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员