Mensch-Roboter-Interaktion - Lehrstuhl für Multimodal Intelligent Interaction

Gemeinsames Verstehen und Handeln

Wenn Menschen und Roboter zusammenarbeiten, müssen sie sich verständigen und ihr Handeln aufeinander abstimmen. Sprache, Gesten, Blickrichtung und Bewegung erhalten ihre Bedeutung aus der gemeinsamen Situation. Eine zentrale Frage ist, wie Robotersysteme menschliche Angaben und Verhalten interpretieren und ihre eigenen Handlungen verständlich vermitteln können.

Gemeinsame Aufgaben verbinden Kommunikation mit räumlicher und zeitlicher Koordination. Dabei können unterschiedliche Erwartungen und mehrdeutige Angaben entstehen. Wie lassen sich Missverständnisse erkennen und klären? Und wie kann das Verhalten eines Roboters Menschen dabei unterstützen, seine nächsten Handlungen einzuschätzen und sich darauf einzustellen?

An unserem Lehrstuhl führen wir technische Experimente und Nutzerstudien zur Entwicklung neuer Interaktionsverfahren durch. Dabei wird untersucht, wie Menschen die Interaktion erleben und wie sich die Gestaltung des Roboterverhaltens auf die gemeinsame Aufgabenbearbeitung auswirkt.

Ausgewählte Forschungsprojekte

JAMES: Joint Action for Multimodal Embodied Social Systems
EU FP7 · 2011–2014
Multimodale Interaktion mit mehreren Personen, Aufgaben- und Bewegungsplanung sowie Evaluation unterschiedlicher Interaktionsansätze.

BAJA: Basic Aspects of Joint Action
DFG EXC CoTeSys · 2009–2010
Multimodale Signale, Übergaben und die Wirkung unterschiedlicher Bewegungsprofile in der Mensch-Roboter-Interaktion.

JAHIR: Joint Action for Humans and Industrial Robots
DFG EXC CoTeSys · 2006–2009
Nonverbale Kommunikation, dialogbasierte Montage und physische Kooperation mit Industrierobotern in gemeinsam genutzten Arbeitsräumen.

JAST: Joint-Action Science and Technology
EU FP6 · 2004–2008
Multimodale Interaktion in einer gemeinsamen Montageaufgabe sowie die Verbindung von Dialog, Zielinferenz, Aufgabenplanung und physischer Ausführung.

Ausgewählte Veröffentlichungen

Wildgrube, Fabian, Perzylo, Alexander, Rickert, Markus, & Knoll, Alois. (2020). Semantic Mates: intuitive Geometric Constraints for Efficient Assembly Specifications. 2019 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 6180–6187. https://doi.org/10.1109/IROS40897.2019.8968041

Perzylo, Alexander, Rickert, Markus, Kahl, Bjorn, Somani, Nikhil, Lehmann, Christian, Kuss, Alexander, Profanter, Stefan, Beck, Anders Billeso, Haage, Mathias, Hansen, Mikkel Rath, Nibe, Malene Tofveson, Roa, Maximo A., Sornmo, Olof, Robertz, Sven Gestegard, Thomas, Ulrike, Veiga, Germano, Topp, Elin Anna, Kessler, Ingmar, & Danzer, Marinus. (2019). SMErobotics: Smart Robots for Flexible Manufacturing. IEEE Robotics & Automation Magazine, 26(1), 78–90. https://doi.org/10.1109/MRA.2018.2879747

Rickert, Markus, Gaschler, Andre, & Knoll, Alois. (2019). Applications in HHI: Physical Cooperation. In Ambarish Goswami & Prahlad Vadakkepat (Eds.), Humanoid Robotics: a Reference (pp. 2221–2259). Springer. https://doi.org/10.1007/978-94-007-6046-2_129

Kraft, Martin, & Rickert, Markus. (2017). How to Teach Your Robot in 5 Minutes: applying UX Paradigms to Human-Robot-Interaction. Human-Robot Collaboration and Human Assistance for an Improved Quality of Life: IEEE RO-MAN 2017: 26th IEEE International Symposium on Robot and Human Ineractive Communication: August 28-September 1, 2017, Lisbon, Portugal, 942–949. https://doi.org/10.1109/ROMAN.2017.8172416

Profanter, Stefan, Perzylo, Alexander, Somani, Nikhil, Rickert, Markus, & Knoll, Alois. (2015). Analysis and Semantic Modeling of Modality Preferences in Industrial Human-Robot Interaction. 2015 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2015): Hamburg, Germany, 28 September - 2 October 2015, 1812–1818. https://doi.org/10.1109/IROS.2015.7353613

Roitberg, Alina, Somani, Nikhil, Perzylo, Alexander, Rickert, Markus, & Knoll, Alois. (2015). Multimodal Human Activity Recognition for Industrial Manufacturing Processes in Robotic Workcells. ICMI ’15: Proceedings of the 2015 ACM on International Conference on Multimodal Interaction, 259–266. https://doi.org/10.1145/2818346.2820738

Gaschler, Andre, Springer, Maximilian, Rickert, Markus, & Knoll, Alois. (2014). Intuitive Robot Tasks with Augmented Reality and Virtual Obstacles. 2014 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 6026–6031. https://doi.org/10.1109/ICRA.2014.6907747

Roitberg, Alina, Perzylo, Alexander, Somani, Nikhil, Giuliani, Manuel, Rickert, Markus, & Knoll, Alois. (2014). Human Activity Recognition in the Context of Industrial Human-Robot Interaction. Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA), 2014 Asia-Pacific, 1–10. https://doi.org/10.1109/APSIPA.2014.7041588

Kupferberg, Aleksandra, Glasauer, Stefan, Huber, Markus, Rickert, Markus, Knoll, Alois, & Brandt, Thomas. (2011). Biological Movement Velocity Profile Increases Acceptance of Humanoid Robots as Human Partners in Motor Interaction. AI & Society, 26(4), 339–345. https://doi.org/10.1007/s00146-010-0314-2

Giuliani, Manuel, Müller, Thomas, Rickert, Markus, Knoll, Alois, & Lenz, Claus. (2010). Design Principles for Safety in Human-Robot Interaction. International Journal of Social Robotics, 2(3), 253–274. https://doi.org/10.1007/s12369-010-0052-0

Huber, Markus, Radrich, Helmuth, Wendt, Cornelia, Rickert, Markus, Knoll, Alois, Brandt, Thomas, & Glasauer, Stefan. (2009). Evaluation of a Novel Biologically Inspired Trajectory Generator in Human-Robot Interaction. RO-MAN 2009: The 18th IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication, 639–644. https://doi.org/10.1109/roman.2009.5326233

Huber, Markus, Rickert, Markus, Knoll, Alois, Brandt, Thomas, Glasauer, Stefan, & Kupferberg, Aleksandra. (2009). Video Observation of Humanoid Robot Movements Elicits Motor Interference. Adaptive and Emergent Behaviour and Complex Systems: Proceedings of the 23rd Convention of the Society for the Study of Artificial Intelligence and Simulation of Behaviour (AISB), 81–85.

Foster, Mary Ellen, Giuliani, Manuel, Müller, Thomas, Rickert, Markus, Knoll, Alois, Erlhagen, Wolfram, Bicho, Estela, Hipólito, Nzoji, & Louro, Luís. (2008). Combining Goal Inference and Natural-Language Dialogue for Human-Robot Joint Action. Proceedings of the 1st International Workshop on Combinations of Intelligent Methods and Applications (CIMA), 25–30.

Huber, Markus, Rickert, Markus, Knoll, Alois, Brandt, Thomas, & Glasauer, Stefan. (2008). Human-Robot Interaction in Handing-Over Tasks. RO-MAN 2008: The 17th IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication, 107–112. https://doi.org/10.1109/ROMAN.2008.4600651

Lenz, Claus, Nair, Suraj, Rickert, Markus, Knoll, Alois, Rösel, Wolfgang, Gast, Jürgen, Bannat, Alexander, & Wallhoff, Frank. (2008). Joint-Action for Humans and Industrial Robots for Assembly Tasks. RO-MAN 2008: The 17th IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication, 130–135. https://doi.org/10.1109/ROMAN.2008.4600655

Rickert, Markus, Foster, Mary Ellen, Giuliani, Manuel, By, Tomas, Panin, Giorgio, & Knoll, Alois. (2007). Integrating Language: Vision and Action for Human Robot Dialog Systems. Universal Access in Human Computer Interaction: 4th International Conference in Universal Access Im Human-Computer Interaction, UAHCI 2007, Held as Part of HCI International 2007, Beijing, China, July 22-27, 2007; Proceedings, Part II, 987–995. https://doi.org/10.1007/978-3-540-73281-5_108

Foster, Mary Ellen, By, Tomas, Rickert, Markus, & Knoll, Alois. (2006). Human-Robot Dialogue for Joint Construction Tasks. Proceedings of the 8th International Conference on Multimodal Interfaces, 68–71. https://doi.org/10.1145/1180995.1181009