Nonverbal communication through head and neck movement is fundamental to human social signalling, yet how robotic neck morphology translates motion into communicative information remains poorly understood. We present an information-theoretic framework characterising robot neck movement as a communication channel, quantifying information transmitted and energy expended across varied configurations. Using a robotic neck platform, we recorded 84 video stimuli spanning three rotational degrees of freedom (DoF), varying amplitude, acceleration, and frequency, measuring Shannon entropy of pixel-change signals alongside energy consumption. A perceptual study validated communicative interpretations of each motion. While humans typically engage one axis per gesture, robots are unconstrained by biological architecture, motivating tests up to 3 DoF. Yet communicative information peaks at two DoF and decreases at three despite rising energy cost, a phenomenon we term the morphological information bottleneck. Motion parameter effects were parameter-dependent, some additive, others non-linear. We introduce the Motor Information Space, a framework mapping entropy against energy to expose communicative efficiency across morphologies, in which the optimal configuration achieves 5.26 bits at competitive energy cost. Perception data further confirm multi-axis movements reduce clarity. These findings challenge the assumption that anatomical completeness improves robotic expressiveness, establishing a quantitative basis for morphological design in robots, especially humanoids.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《拥挤与受限环境下机器人集群协同控制》150页
专知会员服务
24+阅读 · 2025年5月4日
【ETHZ博士论文】与多机器人系统的直观与高效互动
专知会员服务
19+阅读 · 2024年11月29日
《多智能体强化学习的深度合作策略》最新154页博士论文
专知会员服务
64+阅读 · 2024年11月18日
基于脉冲神经网络的机器人智能控制研究进展
专知会员服务
25+阅读 · 2024年9月15日
【泡泡图灵智库】LIMO: LiDAR-单目相机视觉里程计(arXiv)
泡泡机器人SLAM
48+阅读 · 2019年5月14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
【机器人】机器人PID控制
产业智能官
10+阅读 · 2018年11月25日
CCCF专栏文章:人机共融智能
中国计算机学会
15+阅读 · 2017年12月21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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2010年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
受限仓库多智能体取送中的动态安全等待点选择
《国防技术管理》印度智库报告最新45页
专知会员服务
3+阅读 · 8月28日
《美陆军最新条令:保障行动》
专知会员服务
4+阅读 · 8月28日
算法战场:人工智能如何重新定义军事力量
专知会员服务
6+阅读 · 8月28日
《北约联邦式电子战云架构》
专知会员服务
6+阅读 · 8月27日
《美陆军野战手册:空域管理战术》
专知会员服务
9+阅读 · 8月27日
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2010年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员