Mobile robot, capable of social interaction  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
100951
Type K
Principal investigator Korondi, Péter
Title in Hungarian Szociális interakcióra képes mobil robot
Title in English Mobile robot, capable of social interaction
Keywords in Hungarian mobil robot, eto-robotika, kognitív robotika.
Keywords in English mobile robot, etho-robotics, cognitive robotics,
Discipline
Mechanics (Council of Physical Sciences)100 %
Ortelius classification: Mechanical engineering
Panel Engineering, Metallurgy, Architecture and Transport Sciences
Department or equivalent Department of Mechatronics, Optics and Information Engineering (Budapest University of Technology and Economics)
Participants Kovács, Szilveszter
Nagy, Balázs Vince
Piros, Sándor
Róka, András
Sziebig, Gábor
Takarics, Béla
Starting date 2012-01-01
Closing date 2016-06-30
Funding (in million HUF) 21.127
FTE (full time equivalent) 11.51
state closed project
Summary in Hungarian
A pályázat célja egy olyan mobil robot kifejlesztése, amely etológiai indíttatású minták alapján alkalmas az emberrel szociális interakcióba lépni, és a kötődéshez kapcsolódó érzelmi állapotokat kifejezni, annak érdekében, hogy a robotikában eddig egyedülállóan új eredményként, egy az emberhez kötődő mesterséges egyed jöhessen létre.

A pályázat távlati célja a terméktervezés egy új paradigmájának, nevezetes az eto-mérnökség alapjainak megteremtése. A gépészmérnökök már korábban is sokszor fordultak a természethez mintákat keresve mechanikai konstrukciókhoz. Az Eto-mérnökség annyiban más, hogy nem magát a mechanikai konstrukciót, hanem az etológiai funkciót tekinti mintának. A konkrét pályázatban a mobil robotnak mozognia kell és érzelmeket kell kifejeznie. A mozgáshoz a legtöbb állat lábakat használ, esetünkben a mozgás egy teljesen más mechanikai konstrukcióval, vagyis kerekekkel valósul meg. A kutyák a testtartással (azon belül fej-, fül- és szemmozgással) továbbá kiemelten a farok mozgatásával fejezik ki az érzelmeiket. Célunk az, hogy a mobil robot is rendelkezzen olyan mozgatható mechanizmusokkal, amelyek képesek érzelmek kifejezésére. A robotot úgy kívánjuk működtetni, hogy a külső szemlélőnek úgy tűnjön, hogy a robot kötődik a gazdájához.

Ehhez az elmúlt években az ELTE Etológia Tanszék munkatársai által kidolgozott kötődési viselkedés etológiai modelljét kívánjuk matematikailag leírni és beépíteni a mobil robotba.

Magyarországon elsőként (Európában az elsők között) fogjuk alkalmazni a Japánban a következő generációs robotok számára kidolgozott OpenRTM-aist robot architektúrát.
Summary
The aim of this project is to develop a mobile robot, which is capable of social interaction and expressing feelings related to attachment using ethology-based patterns. The result would be a totally unique artificial device that shows attachment to its human user.

A future goal of the proposal is to lay the basis of etho-engineering, the new paradigm of product design. Mechanical engineers often try to find patterns in nature to be used in their mechanical constructions. Etho-engineering is different from this view since it considers the ethological function as pattern and not the mechanical construction itself. In this current proposal mobile robot has to move and has to be able to show feelings. For moving, most animal use legs, however in our case movement is realized with wheels. Dogs basically express their feelings with their tail movements and also with their pose (esp. head, ear and eye movements). We aim to equip the mobile robot with moving mechanisms, which can be used to express feelings. We want to run this robot in a way that gives the feeling to any bystanders that the robot does have attachment towards his owner.

In the past few years, researchers at the Dept. of Ethology at ELTE University have developed an ethological model of attachment using behavioural patterns exhibited by dogs attached to their owners. This is the model we would like to mathematically describe and implement in our mobile robot.

We will be the first in Hungary (among the pioneers in Europe), who will implement OpenRTM-aist as the robot architecture proposed for the next generation of robots in Japan.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A céljainknak megfelelően kísérletileg kimutattuk, hogy MOGI ROBI (az eto-robotcsalád első tagja) rendelkezik olyan mozgatható mechanizmusokkal, amelyek képesek érzelmek kifejezésére. Ennek validálására etológusokkal olyan tesztet hoztunk létre, ahol a kísérleti személyekkel interakcióba lépő robot félelmet vagy örömöt mutatott, továbbá egy másik feladat során bűntudatot. Egy paraván mögött levő tárgyat a robotnak nem volt szabad fellöknie, a résztvevőknek a robot viselkedéséből kellett következtetniük, hogy az megszegte-e a szabályt. A 71 résztvevő szignifikánsan felismerte a mutatott érzelmeket, és aktívan kommunikált a robottal. A terveknek megfelelően MOGI Ethont, az eto-robotcsalád új tagját készítettük el, amely etológiai indíttatású minták alapján alkalmas az emberrel szociális interakcióba lépni, illetve portásrobot funkciókat lát el. Ennek kapcsán számos technikai részletre vonatkozó cikket publikáltunk. Kialakítottunk egy új mozgás laboratóriumot, amely alkalmas a kötődési viselkedés vizsgálatára annak érdekében, hogy a robotikában eddig egyedülállóan új eredményként igazolni tudjuk, hogy a robot hiteles kötődési viselkedést tud mutatni emberek felé. Az első eredményekről az IFAC SYROCO 2015. konferencia ún. keynote előadásában számoltunk be. Ennek eredményeként az eto-robotika, mint új fogalom bekerült az IFAC szervezet által 10-15 évente a kutatók számára útmutatásul kiadott Research agenda: current and future roles, impact and grand challenges jelentésébe.
Results in English
In accordance with our goals we demonstrated that MOGI ROBI (the first member of the etho-robot family) is equipped with movable mechanisms which enable the expression of emotions. With ethologists we created an experiment for its validation in which the robot showed fear and happiness during interaction with participants, as well as guilt in another task. The robot was not allowed to topple an object that was hidden behind an occluder and the participants were asked to deduce whether the robot disobeyed the rule, based on the robot’s behaviour. The 71 participants could recognize the emotions at a significant level and they also actively communicated with the robot. Following the aims of the proposal we built a new member for the etho-robot family called MOGI Ethon which is capable of social interactions with humans based on ethologically inspired patterns, and can perform porter functions. We published multiple papers in connection with its technical details. We built a new motion laboratory, suitable for the research of attachment behaviours in order to show the uniquely new result in robotics that a robot is capable of exhibiting authentic attachment behaviours toward humans. The first results were published at the IFAC SYROCO 2015 Conference in a keynote speech. Due to this, etho-robotics was included as a new concept in the IFAC Research agenda: current and future roles, impact and grand challenges, which is published for scientists as a guidance in every 10-15 years.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=100951
Decision
Yes





 

List of publications

  
Tajti Ferenc, Korondi Péter, Kovács Bence, Szayer Géza: Universal RT-middleware robot controller, Proceedings of the IECON 2013 - 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, 2013
Tajti Ferenc, Korondi Péter, Szayer Géza, Kovács Bence: Shop-floor controller based on RT-middleware technology, JOURNAL OF MECHANICS ENGINEERING AND AUTOMATION 3:(11) pp. 686-694. Paper 3-JMEA-E20130808-1, 2013
Tajti Ferenc, Kovács Bence, Szayer Géza, Korondi Péter: Holonomic based robot for behavioral research, Proceedings of CERiS'13: Workshop on Cognitive and Eto-Robotics in iSpace., 2013
Tajti Ferenc, Kovács Bence, Szayer Géza, Korondi Péter: Flexibel robotcontroller for RT-Middleware system, Proceedings of CERiS'13: Workshop on Cognitive and Eto-Robotics in iSpace, 2013
Tajti Ferenc, Lakatos Gabriella, Gácsi Márta, Koyak KL, Janik M, Faragó Tamás, Devecseri Viktor, Kovács Szilveszter, Tchon K, Dautenhahn K, Korondi Péter, Miklósi Á: Dog-inspired social behaviour in robots with different embodiments, 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunicaitons, 2013
Ferenc Tajti, Géza Szayer, Bence Kovács, Balázs Dániel, Péter Korondi: CRM TC covering paper - Robotics trends, Proceedings of the IECON 2013 - 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, 2013
Balázs Dániel, Trygve Thomessen, Péter Korondi: Simplified Human-Robot Interaction: Modeling and Evaluation, MODELING IDENTIFICATION AND CONTROL 34:(4) pp. 199-211., 2013
Tajti Ferenc, Korondi Péter, Szayer Géza, Kovács Bence: Shop-floor controller based on RT-middleware technology, JOURNAL OF MECHANICS ENGINEERING AND AUTOMATION 3:(11) pp. 686-694. Paper 3-JMEA-E20130808-1, 2013
Lakatos Gabriella, Gácsi Márta, Konok Veronika, Brúder Ildikó, Bereczky Boróka, Korondi Péter, Miklósi Ádám: Emotion Attribution to a Non-Humanoid Robot in Different Social Situations, http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0114207, 2014
Ferenc Tajti, Géza Szayer, Bence Kovács, Péter Korondi: Robot base with holonomic drive, 19th World Congress of the International Federation of Automatic Control (IFAC 2014), 2014
Kovács Bence, Tajti Ferenc1, Szayer Géza1, Tamás Péter,: Nyílt forráskódú Linux RTAI alapú 3D nyomtató vezérlés, Proceedings of Workshop on Application of Robotics for Enhanced Security, 2014
Szayer Géza, Kovács Bence, Tajti Ferenc, Tamás Péter: GPS-GSM alapú útdíj fizetés műszaki nehézségei, Proceedings of Workshop on Application of Robotics for Enhanced Security, 2014
Tajti Ferenc, Kovács Bence, Szayer Géza, Tamás Péter: Rendvédelmi szerveknél alkalmazható mobil robotok és beágyazott rendszerek, Proceedings of Workshop on Application of Robotics for Enhanced Security, 2014
Lakatos Gabriella, Gácsi Márta, Konok Veronika, Brúder Ildikó, Bereczky Boróka, Korondi Péter, Miklósi Ádám: Emotion Attribution to a Non-Humanoid Robot in Different Social Situations, PLOS ONE 9: (12) e114207, 2014
Sziebig Gabor, Korondi Peter: Effect of Robot Revolution Initiative in Europe – Cooperation possibilities for Japan and Europe, IFAC-PAPERSONLINE 48: (19) 160-165, 2015
Korondi Péter, Korcsok Beáta, Kovács Szilveszter , Niitsuma Mihoko: Etho-robotics: What kind of behaviour can we learn from the animals?, IFAC-PAPERSONLINE 48: (19) 244-255, 2015
Vincze D, Kovács S, Niitsuma M, Hashimoto H, Korondi P, Gácsi M, Miklósi A: Ethologicsally inspired human-robot interaction interfaces., ACM International Conference Proceeding Series. Hamamatsu, Japán, 2012.03.08-2012.03.13. pp. 51-57., 2012
Ichikawa T, Yuki M, Korondi P, Hashimoto H, Gacsi M, Niitsuma M: Impression evaluation for different behavioral characteristics in ethologically inspired human-robot communication., IEEE International Workshop on Robot and Human Interactive Communication.. Paris, Franciaország, 2012.09.09-2012.09.13. pp. 55-60.(ISBN: 9781467346054), 2012
Farkas Zita, Korondi Péter, Fodor Lóránt: Safety Aspects and Guidelines for Robot Compatible Environment., 38th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2012). Montreal, Kanada, 2012.10.25-2012.10.28. pp. 5547-5552., 2012
Farkas Zita, Korondi Péter, Fodor Lóránt: Robotkompatibilis környezet kialakítása., Erdélyi Magyar Műszaki Tudományos Társaság. Kolozsvár, Románia, 2012.04.19-2012.04.22. Kolozsvár: pp. 113-115., 2012
Farkas Zita, Korondi Péter, Fodor Lóránt, Illy Dániel: Aesthetic Marker Design for Robot Localization., GÉPÉSZET 2012: Proceedings of the 8th International Conference on Mechanical Engineering. Budapest, Magyarország, 2012.05.24-2012.05.25. pp. 129-137.(ISBN: 978-963-313-05, 2012
Dávid Vincze, Szilveszter Kovács, Márta Gácsi, Péter Korondi, Ádám Miklósi, Péter Baranyi: A Novel Application of the 3D VirCA Environment: Modelling a Standard Ethological Test of Dog-Human Interactions., ACTA POLYTECHNICA HUNGARICA 9:(1) pp. 107-120. (2012), 2012
Numakunai R, Ichikawa T, Gacsi M, Korondi P, Hashimoto H, NiitsumaM: Exploratory behavior in ethologically inspired robot behavioral model., International Workshop on Robot and Human Interactive Communication. Paris, Franciaország, 2012.09.09-2012.09.13. pp. 577-582., 2012
KOVÁCS Bence, SZAYER Géza, TAJTI Ferenc, DEVECSERI Viktor, KORONDI Péter: Szociális robotok a 21. században: MOGI Robi a hűséges társ, Erdélyi Magyar Műszaki Tudományos Társaság. Kolozsvár, Románia, 2012.04.19-2012.04.22. Kolozsvár: pp. 238-241., 2012
Korondi Péter, Farkas Zita, Fodor Lóránt, Illy Dániel: Aesthetic Marker Design for Home Robot Localization., 38th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2012). Montreal, Kanada, 2012.10.25-2012.10.28. pp. 5510-5515., 2012
Ferenc Tajti, Geza Szayer, Bence Kovacs, Mauricio A P Burdelis: Mobile robot performance analysis for indoor robotics, PERIODICA POLYTECHNICA-CIVIL ENGINEERING 59:(2) pp. 123-131., 2015
Ferenc Tajti, Géza Szayer, Bence Kovács, Péter Barna, Péter Korondi: Optical flow based odometry for mobile robots supported by multiple sensors and sensor fusion, AUTOMATIKA 57: (1) 201-211, 2016
Bemce Kovács, Géza Szayer, Ferenc Tajti, Mauricio Burdelis, Péter Korondi: A novel potential field method for path planning of mobile robots by adapting animal motion attributes, ROBOT AUTON SYST 82: 24-34, 2016



Back »