The Penetration of Internet of Things in Robotics: Towards a Web of Robotic Things

As the Internet of Things (IoT) penetrates different domains and application areas, it has recently entered also the world of robotics. Robotics constitutes a modern and fast-evolving technology, increasingly being used in industrial, commercial and domestic settings. IoT, together with the Web of Things (WoT) could provide many benefits to robotic systems. Some of the benefits of IoT in robotics have been discussed in related work. This paper moves one step further, studying the actual current use of IoT in robotics, through various real-world examples encountered through a bibliographic research. The paper also examines the potential ofWoT, together with robotic systems, investigating which concepts, characteristics, architectures, hardware, software and communication methods of IoT are used in existing robotic systems, which sensors and actions are incorporated in IoT-based robots, as well as in which application areas. Finally, the current application of WoT in robotics is examined and discussed

Sustainable international experience: A collaborative teaching project

Within engineering education, there is an increasing need for providing our students with international experiences. This is most often done by exchange studies abroad. However, a majority of the students on engineering programs do not engage in any international exchange. This paper presents insights from a collaborative cross-disciplinary international project to give students international experience without having to travel. From both a sustainability perspective and a situation where e.g. a global virus outbreak stop students from travelling, solutions that give engineering students experience of working in an international setting are becoming increasingly important. Initial challenges, for the teachers involved in the project, that were addressed before the project started, included the assessment of students, the use of online collaborative tools, assessment of students and the dependence between the two courses. The learnings from the first and second iteration of the collaborative project were mainly focused around transparency, introduction of students to each other, communication, real-time issues and deadlines. By gradually remove these peripheral challenges for the students, resulting in making the students focus on the actual challenges surrounding the actual collaborative project. Even though this project is ongoing, the initial results clearly show that by integrating courses between different countries and disciplines, it is possible to create an environment that strengthens the students’ ability in teamwork, communication and addresses the cultural and professional aspects of working as an engineer in an international context

Artificial intelligence and robots in services : theory and management of (future) humanrobot service interactions

During the past decade, service robots have increasingly been deployed in a wide variety of services, where they co-produce service outcomes with and for the benefit of internal or external customers within humanrobot service interactions (HRSI). Although the introduction of different service robot types into the marketplace promises efficiency gains, it changes premises of service encounter theory and practice fundamentally. Moreover, introducing service robots without considering external or internal customers needs can lead to negative service outcomes. This thesis aims to generate knowledge on how the introduction of different service robot types (i.e., embodied and digital service robots) in internal and external service encounters changes fundamental premises of service encounter theory and impacts HRSI outcomes. In doing so, it leverages different scientific methods and focuses on external service encounters with digital and embodied service robots, as well as internal service encounters with digital service robots. Chapter 2 aims to advance service encounter theory in the context of HRSI in external service encounters by conceptually developing a service encounter theory evaluation scheme to assess a theorys fit to explain HRSI-related phenomena. The scheme includes individual and contextual factors that bound theoretical premises and, hence, supports scholars in assessing standing service encounter theories. The chapter also puts forth an exemplary assessment of role theory and provides detailed avenues for future research. Chapter 3 aims to synthesize the great wealth of knowledge on HRSI related to external service encounters with embodied service robots. By conducting a comprehensive systematic literature review, the chapter identifies 199 empirical research articles across scientific fields that can inform service research on how to successfully introduce service robots into the organizational frontline. To organize the plethora of research findings, this chapter develops a new structuring framework (D3: design, delegate, deploy). It utilizes this framework to provide a comprehensive overview of the empirical HRSI literature, delineates practical implications, and identifies gaps in literature to identify promising future research avenues. Chapter 4 also addresses HRSI in external service encounters but focuses specifically on the transformative potential of embodied service robots to enhance vulnerable consumers (i.e., children and older adults) well-being in social isolation. To identify how different robots can enhance well-being, this chapter follows a conceptual approach and integrates findings from service research, social robotics, social psychology, and medicine. The chapter develops a typology of robotic transformative service (i.e., entertainer, social enabler, mentor, and friend) as a function of consumers state of social isolation, well-being focus, and robot capabilities and a future research agenda for robotic transformative service research (RTSR). This work guides service consumers and providers, as well as robot developers, in identifying and developing the most appropriate robot type for advancing the well-being of vulnerable consumers in social isolation. Finally, Chapter 5 focuses on HRSI research in the context of interactions with digital service robots in internal service encounters. Based on a comprehensive literature review paired with a qualitative study, it conceptionally develops a new concept of a collaborative, digital service robot: a collaborative intelligence system (i.e., CI system) that co-produces service with employees. Drawing from service encounter needs theory, the chapter also empirically tests the effect of CI systems on employee need fulfillment (i.e., need for control, cognition, self-efficacy, and justice) and, in turn, on responsibility taking in two scenario-based experiments. The results uncover divergent mechanisms of how the fulfillment of service encounter needs drives the effect of CI systems on outcome responsibility for different employee groups. Service scholars and managers benefit from a blueprint for designing collaborative digital service robots and an understanding of their effects on employee outcomes in service co-production. In summary, this thesis contributes to literature by providing new insights into different types of HRSI by consolidating HRSI knowledge, developing and advancing HRSI concepts and theory, and empirically investigating HRSI-related phenomena. The new insights put forth in this thesis are discussed and implications for service theory and practice are delineated.Serviceroboter werden zunehmend für Dienstleistungen eingesetzt, wobei sie mit und zum Nutzen von internen oder externen Kunden im Rahmen von Mensch-Roboter-Service-Interaktionen (MRSI) Serviceergebnisse co-produzieren. Die Einführung verschiedener Arten von Servicerobotern (d. h. verkörperte und digitale) verspricht Effizienzgewinne, verändert jedoch grundlegende Prämissen der Theorie und Praxis von Dienstleistungsinteraktionen. Darüber hinaus kann die Einführung von Servicerobotern ohne die Berücksichtigung von Kundenbedürfnissen zu negativen Serviceergebnissen führen. Ziel dieser Dissertation ist es, Wissen darüber zu generieren, wie die Einführung verschiedener Robotertypen in internen und externen Dienstleistungsinteraktionen grundlegende theoretische Prämissen von Dienstleistungsinteraktionen verändert und sich auf die Ergebnisse von MRSI auswirkt. Um dieses Ziel zu erreichen werden unter Einsatz verschiedener wissenschaftlicher Methoden drei verschiedene Arten von MRSI untersucht. Kapitel 2 zielt darauf ab, die Theorie der Dienstleistungsinteraktion im Kontext von MRSI in externen Dienstleistungsinteraktionen weiterzuentwickeln und konzeptioniert ein Bewertungsschema für bestehende Theorien der Dienstleistungsbegegnung. Das Schema umfasst individuelle und kontextuelle Faktoren, die die ursprünglichen theoretischen Prämissen von Mensch-zu-Mensch Dienstleistungsinteraktionen beeinflussen und unterstützt somit Wissenschaftler bei der Bewertung von Theorien zur Verwendung im MRSI Kontext. Das Kapitel enthält eine beispielhafte Bewertung der Rollentheorie und zeigt detaillierte Wege für zukünftige Forschung auf. Kapitel 3 zielt darauf ab, die große Fülle an Wissen über MRSI im Kontext externer Dienstleistungsinteraktionen mit verkörperten Servicerobotern zu synthetisieren. Durch eine systematische, interdisziplinäre Literaturanalyse identifiziert das Kapitel 199 empirische Forschungsartikel, die Erkenntnisse liefern, wie Serviceroboter erfolgreich in den Dienstleistungsprozess eingebunden werden können. Um die Fülle an Forschungsergebnissen zu ordnen, entwickelt dieses Kapitel ein neues, strukturierendes Modell (D3 framework: design, delegate, deploy). Dieses wird im Rahmen des Kapitels genutzt, um einen umfassenden Überblick über die empirische MRSI-Forschung zu geben, praktische Implikationen abzuleiten und Forschungslücken aufzuzeigen. Kapitel 4 befasst sich ebenfalls mit MRSI in externen Dienstleistungsinteraktionen, konzentriert sich aber auf das transformative Potenzial von verkörperten Servicerobotern zur Steigerung des Wohlbefindens von sozial isolierten, vulnerablen Verbrauchern (d. h. Kinder und ältere Erwachsene). Um herauszufinden, wie verschiedene Roboter das Wohlbefinden steigern können, integriert das Kapitel Erkenntnisse aus der Dienstleistungsforschung, der sozialen Robotik, der Sozialpsychologie und der Medizin. Dabei wird eine Typologie von vier transformativen Robotern in Abhängigkeit vom Zustand der sozialen Isolation des Verbrauchers, der Art des Wohlbefindens und den Fähigkeiten des Roboters entwickelt. Weiterhin wird eine detaillierte Forschungsagenda im Kontext transformativer Dienstleistungserstellung durch Roboter erarbeitet. Diese Arbeit hilft Dienstleistungsnehmern und -anbietern sowie Roboterentwicklern bei der Identifizierung und Entwicklung des am besten geeigneten Robotertyps zur Förderung des Wohlbefindens von sozial isolierten, vulnerablen Verbrauchern. Abschließend fokussiert Kapitel 5 die MRSI-Forschung im Kontext interner Dienstleistungsinteraktionen mit digitalen Servicerobotern. Auf Basis einer Literaturanalyse gepaart mit einer qualitativen Studie wird ein neues Konzept eines kollaborativen, digitalen Serviceroboters entwickelt: ein Collaborative Intelligence System (CI System), das in Zusammenarbeit mit Mitarbeitern Dienstleistungsergebnisse co-produziert. Anhand szenariobasierter Experimente wird empirisch untersucht, ob CI Systeme psychosoziale Bedürfnisse von Mitarbeitern befriedigen können und damit die mitarbeiterseitige Übernahme von Verantwortung für gemeinsam produzierte Ergebnisse gefördert wird. Die Ergebnisse decken für verschiedene Mitarbeitergruppen unterschiedliche Mechanismen auf, wie die Erfüllung von Bedürfnissen in der Dienstleistungsinteraktionen die Wirkung von CI Systemen auf die mitarbeiterseitige Übernahme von Verantwortung beeinflusst. Dienstleistungsforscher und -manager profitieren von einer Blaupause für die Gestaltung kollaborativer Dienstleistungsroboter und einem Verständnis für deren Auswirkungen auf Mitarbeitende. Insgesamt leistet diese Dissertation einen Beitrag zur Dienstleistungsforschung, indem sie neue Erkenntnisse über verschiedene Arten von MRSI liefert, das bestehende MRSI-Wissen konsolidiert, neue MRSI-Konzepte und -Theorien entwickelt bzw. weiterentwickelt und MRSI-bezogene Phänomene empirisch untersucht. Die neuen Erkenntnisse werden diskutiert und Implikationen für die Dienstleistungstheorie und -praxis abgeleitet

Tangible interaction with anthropomorphic smart objects in instrumented environments

A major technological trend is to augment everyday objects with sensing, computing and actuation power in order to provide new services beyond the objects' traditional purpose, indicating that such smart objects might become an integral part of our daily lives. To be able to interact with smart object systems, users will obviously need appropriate interfaces that regard their distinctive characteristics. Concepts of tangible and anthropomorphic user interfaces are combined in this dissertation to create a novel paradigm for smart object interaction. This work provides an exploration of the design space, introduces design guidelines, and provides a prototyping framework to support the realisation of the proposed interface paradigm. Furthermore, novel methods for expressing personality and emotion by auditory means are introduced and elaborated, constituting essential building blocks for anthropomorphised smart objects. Two experimental user studies are presented, confirming the endeavours to reflect personality attributes through prosody-modelled synthetic speech and to express emotional states through synthesised affect bursts. The dissertation concludes with three example applications, demonstrating the potentials of the concepts and methodologies elaborated in this thesis.Die Integration von Informationstechnologie in Gebrauchsgegenstände ist ein gegenwärtiger technologischer Trend, welcher es Alltagsgegenständen ermöglicht, durch den Einsatz von Sensorik, Aktorik und drahtloser Kommunikation neue Dienste anzubieten, die über den ursprünglichen Zweck des Objekts hinausgehen. Die Nutzung dieser sogenannten Smart Objects erfordert neuartige Benutzerschnittstellen, welche die speziellen Eigenschaften und Anwendungsbereiche solcher Systeme berücksichtigen. Konzepte aus den Bereichen Tangible Interaction und Anthropomorphe Benutzerschnittstellen werden in dieser Dissertation vereint, um ein neues Interaktionsparadigma für Smart Objects zu entwickeln. Die vorliegende Arbeit untersucht dafür die Gestaltungsmöglichkeiten und zeigt relevante Aspekte aus verwandten Disziplinen auf. Darauf aufbauend werden Richtlinien eingeführt, welche den Entwurf von Benutzerschnittstellen nach dem hier vorgestellten Ansatz begleiten und unterstützen sollen. Für eine prototypische Implementierung solcher Benutzerschnittstellen wird eine Architektur vorgestellt, welche die Anforderungen von Smart Object Systemen in instrumentierten Umgebungen berücksichtigt. Ein wichtiger Bestandteil stellt dabei die Sensorverarbeitung dar, welche unter anderem eine Interaktionserkennung am Objekt und damit auch eine physikalische Eingabe ermöglicht. Des Weiteren werden neuartige Methoden für den auditiven Ausdruck von Emotion und Persönlichkeit entwickelt, welche essentielle Bausteine für anthropomorphisierte Smart Objects darstellen und in Benutzerstudien untersucht wurden. Die Dissertation schliesst mit der Beschreibung von drei Applikationen, welche im Rahmen der Arbeit entwickelt wurden und das Potential der hier erarbeiteten Konzepte und Methoden widerspiegeln

ICS Materials. Towards a re-Interpretation of material qualities through interactive, connected, and smart materials.

The domain of materials for design is changing under the influence of an increased technological advancement, miniaturization and democratization. Materials are becoming connected, augmented, computational, interactive, active, responsive, and dynamic. These are ICS Materials, an acronym that stands for Interactive, Connected and Smart. While labs around the world are experimenting with these new materials, there is the need to reflect on their potentials and impact on design. This paper is a first step in this direction: to interpret and describe the qualities of ICS materials, considering their experiential pattern, their expressive sensorial dimension, and their aesthetic of interaction. Through case studies, we analyse and classify these emerging ICS Materials and identified common characteristics, and challenges, e.g. the ability to change over time or their programmability by the designers and users. On that basis, we argue there is the need to reframe and redesign existing models to describe ICS materials, making their qualities emerge

Ethical and Unethical Hacking

The goal of this chapter is to provide a conceptual analysis of ethical, comprising history, common usage and the attempt to provide a systematic classification that is both compatible with common usage and normatively adequate. Subsequently, the article identifies a tension between common usage and a normativelyadequate nomenclature. ‘Ethical hackers’ are often identified with hackers that abide to a code of ethics privileging business-friendly values. However, there is no guarantee that respecting such values is always compatible with the all-things-considered morally best act. It is recognised, however, that in terms of assessment, it may be quite difficult to determine who is an ethical hacker in the ‘all things considered’ sense, while society may agree more easily on the determination of who is one in the ‘business-friendly’ limited sense. The article concludes by suggesting a pragmatic best-practice approach for characterising ethical hacking, which reaches beyond business-friendly values and helps in the taking of decisions that are respectful of the hackers’ individual ethics in morally debatable, grey zones