Extracting Play Primitives for a Robot Playmate by Sequencing Low-Level Motion Behavior

©2008 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other users, including reprinting/ republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted components of this work in other works.Presented at the 17th IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication, Technische Universität München, Munich, Germany, August 1-3, 2008 (RO-MAN 2008)DOI: 10.1109/ROMAN.2008.4600692In this paper, we discuss a methodology to extract play primitives, defined as a sequence of low-level motion behaviors identified during a playing action, such as stacking or inserting a toy. Our premise is that if a robot could interpret the basic movements of a humanpsilas play, it will be able to interact with many different kinds of toys, in conjunction with its human playmate. As such, we present a method that combines motion behavior analysis and behavior sequencing, which capitalizes on the inherent characteristics found in the dynamics of play such as the limited domain of the objects and manipulation skills required. In this paper, we give details on the approach and present results from applying the methodology to a number of play scenarios

A framework for digitisation of manual manufacturing task knowledge using gaming interface technology

Intense market competition and the global skill supply crunch are hurting the manufacturing industry, which is heavily dependent on skilled labour. Companies must look for innovative ways to acquire manufacturing skills from their experts and transfer them to novices and eventually to machines to remain competitive. There is a lack of systematic processes in the manufacturing industry and research for cost-effective capture and transfer of human skills. Therefore, the aim of this research is to develop a framework for digitisation of manual manufacturing task knowledge, a major constituent of which is human skill. The proposed digitisation framework is based on the theory of human-workpiece interactions that is developed in this research. The unique aspect of the framework is the use of consumer-grade gaming interface technology to capture and record manual manufacturing tasks in digital form to enable the extraction, decoding and transfer of manufacturing knowledge constituents that are associated with the task. The framework is implemented, tested and refined using 5 case studies, including 1 toy assembly task, 2 real-life-like assembly tasks, 1 simulated assembly task and 1 real-life composite layup task. It is successfully validated based on the outcomes of the case studies and a benchmarking exercise that was conducted to evaluate its performance. This research contributes to knowledge in five main areas, namely, (1) the theory of human-workpiece interactions to decipher human behaviour in manual manufacturing tasks, (2) a cohesive and holistic framework to digitise manual manufacturing task knowledge, especially tacit knowledge such as human action and reaction skills, (3) the use of low-cost gaming interface technology to capture human actions and the effect of those actions on workpieces during a manufacturing task, (4) a new way to use hidden Markov modelling to produce digital skill models to represent human ability to perform complex tasks and (5) extraction and decoding of manufacturing knowledge constituents from the digital skill models

Humanoid Robots

For many years, the human being has been trying, in all ways, to recreate the complex mechanisms that form the human body. Such task is extremely complicated and the results are not totally satisfactory. However, with increasing technological advances based on theoretical and experimental researches, man gets, in a way, to copy or to imitate some systems of the human body. These researches not only intended to create humanoid robots, great part of them constituting autonomous systems, but also, in some way, to offer a higher knowledge of the systems that form the human body, objectifying possible applications in the technology of rehabilitation of human beings, gathering in a whole studies related not only to Robotics, but also to Biomechanics, Biomimmetics, Cybernetics, among other areas. This book presents a series of researches inspired by this ideal, carried through by various researchers worldwide, looking for to analyze and to discuss diverse subjects related to humanoid robots. The presented contributions explore aspects about robotic hands, learning, language, vision and locomotion

子どもの心的状態と性格を考慮した遊び相手ロボットの設計原理

核家族化，少子化，地域のつながりの希薄化などを背景に，乳幼児を持つ母親の育児負担が増大している．多くの子育て世帯は核家族のため祖父母からの日常的な支援を受けられず，保育施設などの社会的育児支援も，昼間だけ，週1 日だけなどと限定的にしか受けられないため，多くの家庭内では，母親が一人で育児と家事を同時にこなさなければならない状況にある．現在，家事の間の子守りの代替となっているのはテレビやDVDである．長時間のテレビ視聴は子どもの発達への悪影響が指摘されているが，気軽に利用できる手立てが他になく，母親は家事と育児を両立させるためにテレビに頼らざるを得ない．このように，家庭内での育児支援の欠如と，それにともなう子どもの発達の問題が存在しているが，それを解決する有効な育児支援策は未だ存在しない．そこでこの問題を解決する一助として，本研究では，家庭内で子どもの相手をする遊び相手ロボットを提案する．30 分ほどの間ロボットが子どもの興味を引きつけ遊んでいてくれるなら，母親の家事の時間を確保でき，育児ストレスの軽減が期待できる．本研究の最終的なゴールは，未就学児をもつ核家族の育児支援を目的とした，家庭内で子どもと遊ぶロボットの実現であり，本論文ではこの遊び相手ロボット実現のための方法論について議論する．遊び相手ロボットに対する基本的な要求は，子どもの発達を促す遊びができることである．遊びは子どもの発達の鍵であり，おもちゃや身体を使った幅広い遊びを行なうことで心身の発達が促される．長時間視聴されているテレビに代わり，子どもの身体的な活動を誘発させるために，おもちゃや身体を使った標準的な遊びを幅広く行えるロボットのデザインを行う必要がある．そしてさらに遊び相手ロボットに重要なのは，発達を促す遊びができるだけでなく，そのような遊びを子どもと成立させられることである．遊びの成立に対する課題は，課題1"長く遊び続けられること" と課題2"どんな子どもとも遊べること" の二つある．一つ目の課題は，子どもと1 対1 で長時間かつ長期的に継続して遊べることである．従来の子どもを相手としたロボットは，教育や遊戯療法などを目的としており，遊びの継続は考えられていない．本研究では遊びの継続が次のように成り立つと考える．長時間の遊びは，ロボットが様々な遊びや働きかけで子どもの興味を引きつけることで成立し，長期的な遊びは，子どもの気持ちを考慮した適切な振る舞いをロボットが行い，それを受けた子どもがロボットに好意的な関心をもつことで成立する．本研究では，この子どもの興味に関する問題を"興味度" の軸，好意的な関心を"友好感" の軸と定義する．遊びの継続には，子どもの興味度と友好感を維持する人間類似の行動決定モデルが必要であると考え，本研究では，子どもの心的状態を推定しながら行動を決定する仕組みを構築する．二つ目の課題は，ロボットがどんな子どもとも柔軟に遊べることである．従来の対人ロボットは，対話が容易な相手とのコミュニケーションのみ検討してきているが，育児支援を目的とした本ロボットは，保育者がどんな子どもとも遊びを成立させるように，誰とでも柔軟に遊べることが望ましい．そこで本研究では従来焦点が当てられてこなかった関係構築がより困難な相手に着目し，子どもの性格に応じた行動選択の仕組みが必要であると提案する．本論文ではその仕組みを実現する第一歩として，初対面の人との関係構築が困難な人見知り性格に焦点を当て，人見知りの子どもと良好な関係を築くための有効な行動を探る．以上のように本論文では，子どもの心的状態と性格を考慮した行動決定によって友好感を創出し，どんな子どもとも長く遊べる遊び相手ロボットを実現するための設計原理を，実際の遊び相手ロボットの開発と検証を経た構成論的手法により明らかにする．本論文では，第1 章にて研究背景である現代の育児問題を概説し，対子どもロボットの関連研究と比較しながら本研究の位置づけと目的を述べる．第2 章では，提案する遊び相手ロボットに求められる要求仕様と子どもとの遊びを成立させる因子について議論し，実現に向けた課題を明確にする．第3 章では，子どもの発達を促すことを踏まえた遊び相手ロボットの構想について述べる．第4 章では課題1"長く遊び続けられること" について論じ，その解決手法としてのロボットの行動決定モデルを提案し，モデルの有効性を検証する．第5 章では課題2"どんな子どもとも遊べること" について論じ，その解決手法として性格を考慮した仕組みを提案し，その有効性を検証する．第6 章では，これまでの研究結果を踏まえ，現時点で実社会に役立つ実用的な遊び相手ロボットを示す．最後に第7 章で本論文の内容をまとめる．電気通信大学201

A Holmes and Doyle Bibliography, Volume 9: All Formats—Combined Alphabetical Listing

This bibliography is a work in progress. It attempts to update Ronald B. De Waal’s comprehensive bibliography, The Universal Sherlock Holmes, but does not claim to be exhaustive in content. New works are continually discovered and added to this bibliography. Readers and researchers are invited to suggest additional content. This volume contains all listings in all formats, arranged alphabetically by author or main entry. In other words, it combines the listings from Volume 1 (Monograph and Serial Titles), Volume 3 (Periodical Articles), and Volume 7 (Audio/Visual Materials) into a comprehensive bibliography. (There may be additional materials included in this list, e.g. duplicate items and items not yet fully edited.) As in the other volumes, coverage of this material begins around 1994, the final year covered by De Waal's bibliography, but may not yet be totally up-to-date (given the ongoing nature of this bibliography). It is hoped that other titles will be added at a later date. At present, this bibliography includes 12,594 items