Questa figura rappresenta l'intera configurazione sperimentale. Un dispositivo BLE centrale viene utilizzato per la scansione passiva di annunci pubblicitari di dispositivi BLE periferici. Le persone possono essere dotate di uno o più dispositivi BLE pubblicitari. Il dispositivo centrale calcola i pacchetti con i dati RSS e l'ID degli annunci ricevuti. Questi pacchetti sono forniti tramite una connessione cablata a un altro sistema sulla scheda del robot o wireless tramite connessione Bluetooth a un'altra macchina. Poiché i ricercatori non hanno accesso alla scheda del robot, hanno usato la connessione bluetooth ottenendo una latenza aggiuntiva. Credito:Scheunemann et al.
I ricercatori dell'Università dell'Hertfordshire hanno recentemente proposto una tecnica facile e configurabile che migliora la capacità di un robot di percepire e interagire con le persone nell'ambiente circostante. La loro tecnica, presentato in un articolo pre-pubblicato su arXiv, utilizza dispositivi Bluetooth Low Energy (BLE) a prezzi accessibili. Tra le tante possibili applicazioni, potrebbe migliorare la terapia per i bambini con disturbo dello spettro autistico (ASD), consentendo ai robot di agire come mediatori e monitorare i bambini nel loro ambiente.
"Mi interessano i robot in grado di interagire in modo completamente autonomo senza controllo esterno e senza un computer esterno, "Marcus M. Scheunemann, uno dei ricercatori che ha condotto lo studio, ha detto a TechXplore. "Ho iniziato il mio lavoro presso l'Università dell'Hertfordshire per sviluppare robot che possono essere mediatori durante la terapia per bambini con autismo".
Sviluppare robot in grado di riconoscere con precisione la vicinanza e tra i bambini è un compito molto impegnativo. Questo perché i bambini sono generalmente abbastanza spontanei nei loro processi decisionali, quindi, potrebbero muoversi molto e cambiare continuamente i loro stili di interazione. Ciò rende più difficile per i robot rintracciare i bambini utilizzando metodi tradizionali come telecamere o sensori, in particolare se un robot è mobile e ha poca potenza di calcolo.
La maggior parte dei dispositivi di localizzazione esterni che forniscono informazioni di prossimità ai robot necessitano di almeno tre marcatori per essere posizionati sui bambini. Inoltre, per funzionare correttamente devono essere indossati esternamente e sempre visibili in modo permanente.
Sebbene le informazioni fornite da molti dispositivi di localizzazione esistenti siano in genere accurate, questi dispositivi possono essere difficili da applicare ai bambini e in genere limitano i loro movimenti a un'unica stanza attrezzata. Per superare i limiti dei metodi esistenti, Scheunemann e i suoi colleghi hanno sviluppato una nuova tecnica che consente ai robot di riconoscere il tocco e la vicinanza ad altri umani utilizzando dispositivi BLE.
(a) La piattaforma robotica mobile QueBall può muoversi avanti e indietro e inclinarsi a sinistra/destra. Può anche emettere suoni e colori e rileva il tocco. I ricercatori non hanno sviluppato questo robot; l'hanno semplicemente usato come esempio. (b) Un faro pubblicitario autoalimentato e configurabile che deve essere collegato alle persone (a sinistra) e un dispositivo Bluetooth centrale, o scanner BLE, cioè equipaggia il robot per scansionare l'ambiente circostante per la forza dei segnali periferici (a destra). Credito:Scheunemann et al.
"Utilizzare BLE è un modo conveniente per aggirare i problemi delle tecniche di tracciamento esistenti, " Scheunemann ha detto. "Quando un bambino indossa almeno un faro BLE, un robot può misurare la potenza del segnale e dedurre la conoscenza di quale bambino sta interagendo in un dato momento o quando viene toccato. I beacon possono avere le dimensioni di una batteria a bottone e possono essere posizionati in vestiti o cappelli, senza essere visibile dall'esterno, contrariamente ai dispositivi di localizzazione esterni."
La tecnica ideata da Scheunemann e dai suoi colleghi non richiede una fotocamera e può calcolare rapidamente tutte le informazioni a bordo. Inoltre, a differenza di altri dispositivi di localizzazione, i dispositivi BLE utilizzati dai ricercatori sono economici e possono essere acquistati facilmente in pronta consegna.
Per testare la loro tecnica, i ricercatori hanno effettuato tre esperimenti di prova del concetto in un ambiente di laboratorio rumoroso utilizzando un robot sferico mobile chiamato QueBall. Primo, hanno usato la loro tecnica per migliorare la capacità del robot di dedurre informazioni relative alla vicinanza degli individui nell'ambiente circostante.
In un secondo esperimento, Scheunemann e i suoi colleghi hanno utilizzato i dispositivi BLE come sensori tattili, permettendo a QueBall di riconoscere quando è stato toccato. Finalmente, hanno usato la loro tecnica per consentire al robot di distinguere tra diversi individui interagenti.
"La tecnica da noi proposta rende semplice avere un robot come mediatore per la terapia dei bambini autistici, " Scheunemann ha detto. "Utilizzando il nostro metodo, un robot può dedurre informazioni di prossimità su un dato bambino, senza la necessità di calibrare una fotocamera per l'ambiente o per i cambiamenti ambientali. Questa tecnologia può anche essere scalata per altri scenari di interazione uomo-robot in cui sono necessarie informazioni di prossimità a un essere umano".
Nelle loro valutazioni, Scheunemann e i suoi colleghi hanno scoperto che l'osservazione della forza del segnale ricevuto (RSS) grezzo tra diversi dispositivi BLE ha migliorato significativamente le interazioni di un robot con gli umani. Nel futuro, la loro tecnica potrebbe favorire un comportamento più adattivo nei robot che operano in una varietà di ambienti. Ad esempio, potrebbe facilitare l'impiego di robot come mediatori terapeutici per bambini con ASD.
"Nel nostro lavoro futuro, prevediamo di utilizzare questa tecnologia per dotare i robot di scanner BLE, in modo che possano facilmente dedurre informazioni relative alla vicinanza e tra gli esseri umani che interagiscono."
© 2019 Scienza X Rete
